jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
et des opérations métallurgiques. S'il est possible, en théorie, de donner à un mélange de silicates une fluidité suffisante pour fluer du trou de coulée d'un haut-fourneau, il est nécessaire, dans la pratique, que cette fluidité soit obtenue, à une température qui ne soit pas supérieure à la résistance haute de l'enveloppe du fourneau et ne demande pas une consommation exagérée de combustible. On peut, généralement, trouver des fondants convenables pour toutes les espèces de minerai mais leurs compositions doivent être étudiées, et chaque haut fourneau a son caractère particulier. La fluidité désirable pour la fusion et la pureté du métal n'est pas seulement une question d'un certain nombre d'unités de chaleur, mais il faut atteindre une certaine température. Quoique ce point soit indiqué, on a coutume d'admettre tacitement que la réaction CO + O2 → CO2 pourrait, en effet, produire une chaleur suffisante au voisinage des tuyères. Or la combustion du charbon n'est pas alimentée par de l'oxygène, mais avec de l'air, où le gaz comburant est dilué non seulement par une proportion constante d'azote, mais aussi avec de l'humidité, dont la quantité varie d'une heure à l'autre, et dans le rapport de à ou au cours de l'année. Quand Gailey a montré, en 1905, au fourneau Isabella de la Carnegie Steel Company, à Pittsburgh, que des variations constantes de l'efficacité du refroidissement étaient souvent dues aux variations de l'humidité, et non à des changements dans la qualité du coke, et que de l'air sec passant à travers un réfrigérant à ammoniac assurait une production de métal uniforme, très En suivant l'article du Proceedings du Royal Society of London, du 18 mai 1916, p 529, où se trouve décrit le procédé que, MM. Feild (Alexander II.) et Wilcox (F. IJ ), du bureau des Mines (Etats-Unis), amélioré, on discuta longtemps sur les véritables causes de cette amélioration, ladin (A.), Feild, paraissent avoir été les premiers à reconnaître que la fusion adéquate du laitier nécessitait une certaine température minimum et un certain nombre de calories qui étaient pris aux dépens de ce que Johnson (J.-H.) appelait respectivement la chaleur spécifique
Quand Gailey a montré, en 1905, au fourneau Isabella de la Carnegie Steel Company, à Pittsburgh, que des variations constantes de l'efficacité du refroidissement étaient souvent dues aux variations de l'humidité, et non à des changements dans la qualité du coke, et que de l'air sec passant à travers un réfrigérant à ammoniac assurait une production de métal uniforme, très En suivant l'article du Proceedings du Royal Society of London, du 18 mai 1916, p 529, où se trouve décrit le procédé que, MM. Feild (Alexander II.) et Wilcox (F. IJ ), du bureau des Mines (Etats-Unis), amélioré, on discuta longtemps sur les véritables causes de cette amélioration, ladin (A.), Feild, paraissent avoir été les premiers à reconnaître que la fusion adéquate du laitier nécessitait une certaine température minimum et un certain nombre de calories qui étaient pris aux dépens de ce que Johnson (J.-H.) appelait respectivement la chaleur spécifique du four, et la densité spécifique de l'engrais. Le Bureau des Mines et M. Feild ont étudié le problème de la chaleur utile au point de vue de la formation du laitier. La fonction chimique principale du laitier est de désulfurer le fer, qui s'était combiné au soufre du coke pour donner du sulfure de fer. Il n'est pas certain que la désulfuration se produise précisément suivant la formule généralement acceptée, c'est-à-dire que la chaux s'emparerait du soufre. Il se peut que les aluminates, dissous dans les silicates du laitier, agissent réellement comme désulfurants, ainsi que Turner (T.), en 1905, et Schäfer en 1913, l'ont suggéré. Dans certains cas la réaction se produira seulement à la surface de séparation du fer et du laitier, et le sulfure résultant, probablement celui de calcium doit pouvoir se diffuser rapidement en dehors du fer, de manière à empêcher l'arrêt prématuré de la réaction réversible. Cette condition exige un laitier mobile et la réaction se produirait également, il faut le remarquer, entre les globules de fer tombant au fond du fourneau et la couche contiguë de laitier. Maintenant les expériences qui seront décrites montrent que la viscosité d'un laitier de haut-fourneau, à une température
pour donner du sulfure de fer. Il n'est pas certain que la désulfuration se produise précisément suivant la formule généralement acceptée, c'est-à-dire que la chaux s'emparerait du soufre. Il se peut que les aluminates, dissous dans les silicates du laitier, agissent réellement comme désulfurants, ainsi que Turner (T.), en 1905, et Schäfer en 1913, l'ont suggéré. Dans certains cas la réaction se produira seulement à la surface de séparation du fer et du laitier, et le sulfure résultant, probablement celui de calcium doit pouvoir se diffuser rapidement en dehors du fer, de manière à empêcher l'arrêt prématuré de la réaction réversible. Cette condition exige un laitier mobile et la réaction se produirait également, il faut le remarquer, entre les globules de fer tombant au fond du fourneau et la couche contiguë de laitier. Maintenant les expériences qui seront décrites montrent que la viscosité d'un laitier de haut-fourneau, à une température allant de 1500 jusqu'à 2000 et même 3000 pouvait avoir une bonne valeur moyenne de 250, en prenant pour unité, la viscosité de l'eau à 20°. Ces chiffres montrent suffisamment l'importance de cette recherche. En premier lieu, Feild s'assura jusqu'à quel point, les épreuves avec les cônes ou montres de Seger, renseigneraient sur la viscosité des matières en dehors de celle qui constituait les cônes. Au point de vue céramique, elles seront fréquemment tout à fait suffisantes pour déterminer les températures de ramollissement et de fluée d'un mélange donné. La température de ramollissement n'est nullement un critère de la viscosité de la matière, cependant elle en résulte. Dans les mélanges de composition de laitiers, qui ne sont jamais aussi riches en silice que les matières réfractaires, quand elles consistent essentiellement en silice une basse température de ramollissement et une teneur élevée en silice marchent de pair. Pour les laitiers du commerce, un taux de silice de 39 % est probablement une bonne moyenne. M. Feild a étudié 8 laitiers de ce genre le tableau 1 que nous donnons, est un extrait de celui de l'auteur. Il donne, en centièmes, la proportion des divers constituants, et, en degrés centigrades, la température
Seger, renseigneraient sur la viscosité des matières en dehors de celle qui constituait les cônes. Au point de vue céramique, elles seront fréquemment tout à fait suffisantes pour déterminer les températures de ramollissement et de fluée d'un mélange donné. La température de ramollissement n'est nullement un critère de la viscosité de la matière, cependant elle en résulte. Dans les mélanges de composition de laitiers, qui ne sont jamais aussi riches en silice que les matières réfractaires, quand elles consistent essentiellement en silice une basse température de ramollissement et une teneur élevée en silice marchent de pair. Pour les laitiers du commerce, un taux de silice de 39 % est probablement une bonne moyenne. M. Feild a étudié 8 laitiers de ce genre le tableau 1 que nous donnons, est un extrait de celui de l'auteur. Il donne, en centièmes, la proportion des divers constituants, et, en degrés centigrades, la température de ramollissement. TABLEAU I. – Températures de ramollissement des matières. Marques de l'analyse SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO MnO CaS Températures Laitiers 8,0 8,0 – – 32,0 50 0,1 2,0 12,5 à 15 F 450 6,5 0,5 0,5 3,8 1,79 E 5,0 1,5 0,2 0,5 -25,3 110 3,5 5, 12,5 à 13,5 C 3,5 1,3 0,5 6,3 64 0, 5,4 1,3 1.3 C 3,5 1,8 0,5 0,5 6,3 64 0,5 5, 1.3 Nous donnons par suite, ce qui est apparemment le fer total calculé en oxyde ferrique. À l'exception du premier laitier mentionné, tous les autres ont servi aux épreuves de viscosité ils sont désignés par les lettres A, B, C, D, E, F, dans le tableau I, et dans celui qui, plus loin, donne les valeurs obtenues pour la viscosité. On voit que les laitiers contenant jusqu'à 8 % de silice, qui sont connus pour être plus visqueux, aux températures du fourneau, que les laitiers plus basiques possèdent une température de ramollissement paradoxalement basse il semble que le ramollissement dépende de la quantité de mélange eutectique formée durant la fusion naissante; mais quand les températures de ramollissement sont dépassées, par exemple de 300°, un mélange peut avoir une
12,5 à 13,5 C 3,5 1,3 0,5 6,3 64 0, 5,4 1,3 1.3 C 3,5 1,8 0,5 0,5 6,3 64 0,5 5, 1.3 Nous donnons par suite, ce qui est apparemment le fer total calculé en oxyde ferrique. À l'exception du premier laitier mentionné, tous les autres ont servi aux épreuves de viscosité ils sont désignés par les lettres A, B, C, D, E, F, dans le tableau I, et dans celui qui, plus loin, donne les valeurs obtenues pour la viscosité. On voit que les laitiers contenant jusqu'à 8 % de silice, qui sont connus pour être plus visqueux, aux températures du fourneau, que les laitiers plus basiques possèdent une température de ramollissement paradoxalement basse il semble que le ramollissement dépende de la quantité de mélange eutectique formée durant la fusion naissante; mais quand les températures de ramollissement sont dépassées, par exemple de 300°, un mélange peut avoir une viscosité triple de celle de l'autre, avec environ la même température de ramollissement. M. Feild, en collaboration avec le Dr Clément (J-K), a essayé de déterminer les températures de fusion de différents laitiers. On employait le pyromètre A de Bunsen-Kirchhoff, et un thermoélément B. Comme un flux de laitier ne doit pas réaliser les conditions de rayonnement d'un corps noir, des valeurs A et B, en degrés centigrades, diffèrent beaucoup, par exemple A 487, B 515, H 65 B. 570, H 55 l'emploi du pyromètre optique fut donc écarté et on ne fit plus que des lectures des indications du thermo thermomètre. Le tableau ci-dessous donne la composition et la température moyenne de fusion de quelques laitiers, de composition peu différente. 1 a Température Silice. 35,6% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 43,7% 0,5% Ce procédé employé pour les déterminations de viscosité est celui de Margules, il a été exposé dans la note indiquée plus haut. Le liquide à étudier est renfermé entre deux cylindres concentriques; le cylindre extérieur tourne lentement avec une vitesse constante, et on mesure l'effet de torsion (torque) exercé sur le cylindre intérieur. Il est donné par la formule où η représente la viscosité à mesurer, L la
doit pas réaliser les conditions de rayonnement d'un corps noir, des valeurs A et B, en degrés centigrades, diffèrent beaucoup, par exemple A 487, B 515, H 65 B. 570, H 55 l'emploi du pyromètre optique fut donc écarté et on ne fit plus que des lectures des indications du thermo thermomètre. Le tableau ci-dessous donne la composition et la température moyenne de fusion de quelques laitiers, de composition peu différente. 1 a Température Silice. 35,6% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 43,7% 0,5% Ce procédé employé pour les déterminations de viscosité est celui de Margules, il a été exposé dans la note indiquée plus haut. Le liquide à étudier est renfermé entre deux cylindres concentriques; le cylindre extérieur tourne lentement avec une vitesse constante, et on mesure l'effet de torsion (torque) exercé sur le cylindre intérieur. Il est donné par la formule où η représente la viscosité à mesurer, L la portion de longueur commune sur deux cylindres, a le rayon du cylindre intérieur, b celui du cylindre extérieur, et M la vitesse angulaire de ce dernier cylindre Comme cette vitesse était faible, environ 1 tour par seconde, on pouvait négliger le glissement pouvant s'opérer sur le plan limite entre le cylindre extérieur et le liquide. Les deux cylindres étaient constitués par un creuset de 68 millimètres de diamètre sur 75 millimètres de haut (dimensions intérieures) et un arbre de 65 millimètres de diamètre et 75 mm de hauteur. Leur matière était pour les deux formée de graphite d'Acheson qui, on l'a vérifié, restait pratiquement inaltérée par le laitier fondu. Comme il était impossible de donner la même longueur aux deux cylindres, il se produisait un effet perturbateur sur l'extrémité du cylindre court. On le compensait en expérimentant des cylindres intérieurs de même diamètre, mais de longueurs différentes. Le véritable axe était formé par l'extrémité inférieure d'une tige de graphite de 127 millimètres de long, vissée sur une bielle également en graphite, munie à la partie inférieure d'un collier en acier. La tige de suspension, en acier, était vissée sur ce collier, et était elle-même attachée à un ruban d'acier de
cylindre extérieur et le liquide. Les deux cylindres étaient constitués par un creuset de 68 millimètres de diamètre sur 75 millimètres de haut (dimensions intérieures) et un arbre de 65 millimètres de diamètre et 75 mm de hauteur. Leur matière était pour les deux formée de graphite d'Acheson qui, on l'a vérifié, restait pratiquement inaltérée par le laitier fondu. Comme il était impossible de donner la même longueur aux deux cylindres, il se produisait un effet perturbateur sur l'extrémité du cylindre court. On le compensait en expérimentant des cylindres intérieurs de même diamètre, mais de longueurs différentes. Le véritable axe était formé par l'extrémité inférieure d'une tige de graphite de 127 millimètres de long, vissée sur une bielle également en graphite, munie à la partie inférieure d'un collier en acier. La tige de suspension, en acier, était vissée sur ce collier, et était elle-même attachée à un ruban d'acier de 0,15 mm d'épaisseur, de 68 mm de large et de 150 mm de long. Un miroir était fixé immédiatement au-dessous du ruban, à la tige qui plus bas portait un poids de 200 grammes et un bras horizontal pourvu d'amortisseurs à ses extrémités. Le système à suspension était chargé d'un poids, afin qu'il ne flottât sur le laitier fondu on l'avait fait long, afin d'éloigner le ruban d'acier et le miroir de la zone de chaleur. Le creuset était monté sur un arbre vertical (recevant un mouvement de rotation au moyen d'un électromoteur) et maintenu au milieu d'un four électrique tubulaire. Celui-ci avait 76,2 mm de diamètre intérieur sur 82,5 mm de haut il consistait en deux tubes concentriques en aluminium, avec une résistance enroulée sur le tube extérieur pour chauffer la résistance en charbon granulé placée entre les tubes. Dans une expérience, le creuset était chargé d'environ 75 grammes de laitier froid, pulvérisé, qui, à l'état fondu, remplissait la moitié du cylindre. Lorsque le laitier commençait à fondre, le système à suspension, d'abord élevé, était abaissé de façon à rester un instant sur le fond du creuset (12,5 mm d'épaisseur) il était ensuite élevé de nouveau de manière que
poids, afin qu'il ne flottât sur le laitier fondu on l'avait fait long, afin d'éloigner le ruban d'acier et le miroir de la zone de chaleur. Le creuset était monté sur un arbre vertical (recevant un mouvement de rotation au moyen d'un électromoteur) et maintenu au milieu d'un four électrique tubulaire. Celui-ci avait 76,2 mm de diamètre intérieur sur 82,5 mm de haut il consistait en deux tubes concentriques en aluminium, avec une résistance enroulée sur le tube extérieur pour chauffer la résistance en charbon granulé placée entre les tubes. Dans une expérience, le creuset était chargé d'environ 75 grammes de laitier froid, pulvérisé, qui, à l'état fondu, remplissait la moitié du cylindre. Lorsque le laitier commençait à fondre, le système à suspension, d'abord élevé, était abaissé de façon à rester un instant sur le fond du creuset (12,5 mm d'épaisseur) il était ensuite élevé de nouveau de manière que l'arbre se trouvât à 5 millimètres au-dessus de ce fond. Puis, le creuset était soumis à un mouvement de rotation, en même temps qu'il était chauffé par degrés jusqu'à 1000° ou 1200°; et était ensuite abandonné au refroidissement. On faisait des observations durant le chauffage et durant le refroidissement, dans la région des températures comprise entre 250° et 150°C. Ces dernières étaient mesurées au moyen d'un pyromètre optique dirigé sur le laitier fondu les conditions étaient celles d'un corps noir, mais les vapeurs dégagées par le laitier peuvent avoir troublé les observations. Les résultats sont portés dans les tableaux II et III. L'unité de viscosité est celle de l'eau à 20° les lettres A, B, C, D, E, F se rapportent aux compositions de laitiers données dans le tableau I. Une autre série d'expériences de chauffage et de refroidissement, opérées sur le laitier C, est contenue dans le tableau IV, les valeurs des viscosités sont données pour des températures croissantes, lors de l'échauffement, et pour des températures décroissantes, durant la période de refroidissement. Sous le tableau V. États de températures durant les expériences. Températures croissantes Températures décroissantes (retroidissement) Échauffement Ordre inversé T Y T V T V 3S 6oS 1
la région des températures comprise entre 250° et 150°C. Ces dernières étaient mesurées au moyen d'un pyromètre optique dirigé sur le laitier fondu les conditions étaient celles d'un corps noir, mais les vapeurs dégagées par le laitier peuvent avoir troublé les observations. Les résultats sont portés dans les tableaux II et III. L'unité de viscosité est celle de l'eau à 20° les lettres A, B, C, D, E, F se rapportent aux compositions de laitiers données dans le tableau I. Une autre série d'expériences de chauffage et de refroidissement, opérées sur le laitier C, est contenue dans le tableau IV, les valeurs des viscosités sont données pour des températures croissantes, lors de l'échauffement, et pour des températures décroissantes, durant la période de refroidissement. Sous le tableau V. États de températures durant les expériences. Températures croissantes Températures décroissantes (retroidissement) Échauffement Ordre inversé T Y T V T V 3S 6oS 1 292 19'5O 3bn 6i1 ~LO 53 3S 5t3 ~o 3M M ~) «' Gaz 3;] !<<) ~j 3;5 163 3]'j o~ â 566 3~ ~t T~ f)'~ ~o 3ui 'i 5to a55 rm M 4M ~S'i – – 3~ -8 5aj aiS – – 36: b~ – – Quand les viscosités sont représentées graphiquement en fonction de la température, les courbes sont approximativement des hyperboles équilatères, et les courbes de fluidité (celle-ci étant l'inverse de la viscosité) se rapprochent de lignes droites. En admettant que la température moyenne d'un laitier coulant soit de 5no°, la viscosité d'un laitier normal serait approximativement de 9!)o. c'est-à-dire serait un peu plus grande que celle de l'huile d'olive, et un peu plus faible que celle de l'huile de castor. Les viscosités à 5o°F des huit laitiers examinés varient de x?o à ~80, la moyenne étant de '!oo. Un autre laitier, fait par synthèse ~avec ~8 de silice). offrait une viscosité de ~70, tandis que celle d'un diopside artificiel (S8O. CaO.MgO) contenant °/~ de silice, était de 6'io, les deux étant prises à la température ~5oo° C'est ainsi que des pourcentages réellement élevés en silice, accroissent la viscosité, même en l'absence d'alumine; mais, on a
viscosités sont représentées graphiquement en fonction de la température, les courbes sont approximativement des hyperboles équilatères, et les courbes de fluidité (celle-ci étant l'inverse de la viscosité) se rapprochent de lignes droites. En admettant que la température moyenne d'un laitier coulant soit de 5no°, la viscosité d'un laitier normal serait approximativement de 9!)o. c'est-à-dire serait un peu plus grande que celle de l'huile d'olive, et un peu plus faible que celle de l'huile de castor. Les viscosités à 5o°F des huit laitiers examinés varient de x?o à ~80, la moyenne étant de '!oo. Un autre laitier, fait par synthèse ~avec ~8 de silice). offrait une viscosité de ~70, tandis que celle d'un diopside artificiel (S8O. CaO.MgO) contenant °/~ de silice, était de 6'io, les deux étant prises à la température ~5oo° C'est ainsi que des pourcentages réellement élevés en silice, accroissent la viscosité, même en l'absence d'alumine; mais, on a déjà montré que les relations entre la viscosité et la composition chimique ne peuvent pas être simples. Le tableau suivant des points de ramollissement et des viscosités à trois températures élevées Fera ressortir ce trait Viscosités à Laitier Température de ramollissement –– _– j~<W ]~5o" 15oo' F T-qo j~ g~ E -~at3o~ ~o 380 2~ C '')t0 3.~0 2~ D 'àt36c<' ~60 280 A J410 ')50 Goo ~30 B ~o3a< 3ooo ~o 38o Le laitier A, contenant 3%', 6 °/, d'alumine, se ramollit à une haute température, mais il n'a pas une forte viscosité, aux températures élevées D'un autre côté, le remplacement de 20 de chaux par une quantité équivalente de magnésie, opéré dans un autre laitier de synthèse, a produit une diminution de la viscosité, spécialement aux basses températures entre 5o° et 135°. Le laitier celique avait, à 15o°, encore une viscosité de 800, que celui à la magnésie possédait déjà à 1950°. A 3'in°, la viscosité de ce dernier laitier était descendue à 60. Il sera nécessaire d'opérer de nombreuses recherches systématiques pour établir les relations entre les compositions de laitiers fluants et leurs viscosités. En tungstène et en cier coupe rapide Dans son numéro du 8 octobre
E -~at3o~ ~o 380 2~ C '')t0 3.~0 2~ D 'àt36c<' ~60 280 A J410 ')50 Goo ~30 B ~o3a< 3ooo ~o 38o Le laitier A, contenant 3%', 6 °/, d'alumine, se ramollit à une haute température, mais il n'a pas une forte viscosité, aux températures élevées D'un autre côté, le remplacement de 20 de chaux par une quantité équivalente de magnésie, opéré dans un autre laitier de synthèse, a produit une diminution de la viscosité, spécialement aux basses températures entre 5o° et 135°. Le laitier celique avait, à 15o°, encore une viscosité de 800, que celui à la magnésie possédait déjà à 1950°. A 3'in°, la viscosité de ce dernier laitier était descendue à 60. Il sera nécessaire d'opérer de nombreuses recherches systématiques pour établir les relations entre les compositions de laitiers fluants et leurs viscosités. En tungstène et en cier coupe rapide Dans son numéro du 8 octobre 1906, "Engineering" a donné le procédé de fabrication du tungstène pur au moyen de la wandstahlite, employé par la société des "Edison Electric Light Company", dans ses usines de Widnes (Angleterre) Le présent article est consacré à la description de la fabrication de l'acier à coupe rapide en attendant le tungstène au fer Le premier de ces métaux est employé dans une proportion de 8 à 20 %, et c'est à lui que sont dues essentiellement les qualités remarquables de l'alliage. La poudre de tungstène est aussi produite à l'étranger, mais les besoins de l'Angleterre sont maintenant couverts par Widnes Aucun autre alliage ne peut égaler celui des aciers à coupe rapide ordinaires et ceux dits à vanadium fabriqués par les usines réputées de Sheffield et de Manchester; ils sont incontestablement supérieurs pour tous les usages qui exigent un travail dur et continu. Les procédés qui vont être décrits, sont essentiellement ceux employés par les compagnies recevant leur tungstène des usines de Widnes. Ces mêmes compagnies constituent dans l'ensemble, une partie très importante du Sheffield industriel, tant en ce qui regarde la production, que les capitaux engagés et la main-d'œuvre employée. Elles ont, non seulement maintenu une renommée universelle pour