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On chercha à éluder cette difficulté en faisant passer d'abord les gaz dans de vastes épurateurs où ils déposaient leurs poussières ; mais c'est une complication coûteuse qui, du reste, ne remédie pas entièrement au mal. En 1865 parut l'invention de M. Thomas Whitwell, maître de forges à Stockton-on-Tees, qui a su modifier la construction des fours Cowper, de façon à corriger radicalement leurs défauts. D'une part, il substitua aux petits interstices ménagés entre les briques de larges conduits de circulation de sections inégales, en rapport avec les besoins de la combustion du gaz chauffant; ces conduits sont séparés par des cloisons pleines qui ne leur permettent de communiquer entre eux que par des ouvertures ménagées alternativement en haut et en bas. De cette façon les gaz parcourent facilement et indubitablement toute la surface présentée par les deux sides des cloisons successives, et plus tard le vent admis en sens inverse est également en contact avec ces mêmes surfaces, sans rien perdre de sa pression primitive. De là utilisation complète de la chaleur des gaz, et régularité absolue dans le travail. De plus, des prises d'air sont disposées dans les cloisons intérieures de séparation pour fournir à volonté le complément d'air nécessaire à la combustion des gaz. D'autre part, M. Whitwell pratique, au haut et au bas des chambres de circulation, des rangées d'ouvertures fermées par des tampons mobiles, disposées de manière à permettre d'atteindre facilement par celles du haut, au moyen d'instruments convenables, les deux sides des cloisons, et de soutirer par les autres les poussières qu'on a ainsi détachées et fait tomber en bas. Ce nettoyage peut se faire sous la chaleur rouge, et permet de n'interrompre la circulation à l'intérieur du four que juste le temps qu'il nécessite, sans presque aucune perte de chaleur. Enfin des dispositions spéciales de circulation de l'eau dans les valves qui donnent passage au vent et au gaz les mettent à l'abri des effets destructifs de la très-haute température que l'on peut obtenir avec ces fours. Les figures 1, 2, 3 et 4, de la planche 55, montrent les plan, coupes et
d'air nécessaire à la combustion des gaz. D'autre part, M. Whitwell pratique, au haut et au bas des chambres de circulation, des rangées d'ouvertures fermées par des tampons mobiles, disposées de manière à permettre d'atteindre facilement par celles du haut, au moyen d'instruments convenables, les deux sides des cloisons, et de soutirer par les autres les poussières qu'on a ainsi détachées et fait tomber en bas. Ce nettoyage peut se faire sous la chaleur rouge, et permet de n'interrompre la circulation à l'intérieur du four que juste le temps qu'il nécessite, sans presque aucune perte de chaleur. Enfin des dispositions spéciales de circulation de l'eau dans les valves qui donnent passage au vent et au gaz les mettent à l'abri des effets destructifs de la très-haute température que l'on peut obtenir avec ces fours. Les figures 1, 2, 3 et 4, de la planche 55, montrent les plan, coupes et élévation d'un appareil Whitwell, tel qu'on le construit aujourd'hui. Le four représenté est calculé pour chauffer 100 mètres cubes de vent par minute à la température de 775° C., lorsque le gaz est bon et non surchargé de vapeur d'eau. Le gaz du haut-fourneau entre dans l'appareil en B. L'air nécessaire à sa combustion arrive par les soupapes a, a, qui permettent d'en régler la quantité; il suit des conduits régnant dans l'intérieur de la maçonnerie, et aboutissant à des orifices b, b, par lesquels il se répand dans la première chambre de combustion. Une alimentation complémentaire a lieu dans des cloisons plus éloignées, par la soupape c, et par les orifices d, d, communiquant également avec elles par des conduits ménagés dans ces cloisons. Cette seconde arrivée d'air a pour effet d'opérer complètement la combustion des gaz, de diffuser plus équitablement la chaleur dans toute la masse du four, et d'éviter qu'elle ne se développe trop sur certains points. Les orifices b, b, d, d, ne s'ouvrent que sur un des côtés de la cloison, afin de ne pas livrer un passage aux gaz en même temps qu'à l'air. Des lunettes e,e, permettent de voir de l'extérieur dans l'intérieur
nécessaire à sa combustion arrive par les soupapes a, a, qui permettent d'en régler la quantité; il suit des conduits régnant dans l'intérieur de la maçonnerie, et aboutissant à des orifices b, b, par lesquels il se répand dans la première chambre de combustion. Une alimentation complémentaire a lieu dans des cloisons plus éloignées, par la soupape c, et par les orifices d, d, communiquant également avec elles par des conduits ménagés dans ces cloisons. Cette seconde arrivée d'air a pour effet d'opérer complètement la combustion des gaz, de diffuser plus équitablement la chaleur dans toute la masse du four, et d'éviter qu'elle ne se développe trop sur certains points. Les orifices b, b, d, d, ne s'ouvrent que sur un des côtés de la cloison, afin de ne pas livrer un passage aux gaz en même temps qu'à l'air. Des lunettes e,e, permettent de voir de l'extérieur dans l'intérieur des fourneaux. Les produits de la combustion, après avoir passé successivement au-dessus et au-dessous des cloisons successives, sont entraînés par l'issue D dans la cheminée et dans l'atmosphère. Les issues B et D sont pourvues de valves qui en permettent la fermeture. A la suite de chacune de ces valves se trouve un registre f servant à indiquer si elle fonctionne bien. Lorsque le moment est arrivé de renverser le jeu des fours, on ferme d'abord la valve B qui règle l'admission du gaz, lequel est dirigé vers un autre four; l'introduction de l'air continue; la combustion du gaz resté dans le four s'achève, et le tirage de la cheminée continuant, il ne reste bientôt plus dans le four que de l'air. On ferme alors l'issue D, les registres f, f, et les petites soupapes à air. On ouvre les issues C et A; par la première, l'air arrive en pression de la machine soufflante; il traverse l'appareil en s'échauffant, et par la seconde il se rend aux tuyères. Les registres f, f servent à s'assurer du fonctionnement des valves B et D. Ces deux registres sont ajustés seulement sur leur face inférieure, et, s'il y a une fuite, l'air
se trouve un registre f servant à indiquer si elle fonctionne bien. Lorsque le moment est arrivé de renverser le jeu des fours, on ferme d'abord la valve B qui règle l'admission du gaz, lequel est dirigé vers un autre four; l'introduction de l'air continue; la combustion du gaz resté dans le four s'achève, et le tirage de la cheminée continuant, il ne reste bientôt plus dans le four que de l'air. On ferme alors l'issue D, les registres f, f, et les petites soupapes à air. On ouvre les issues C et A; par la première, l'air arrive en pression de la machine soufflante; il traverse l'appareil en s'échauffant, et par la seconde il se rend aux tuyères. Les registres f, f servent à s'assurer du fonctionnement des valves B et D. Ces deux registres sont ajustés seulement sur leur face inférieure, et, s'il y a une fuite, l'air l'indiquera en glissant dehors entre leur face supérieure et la paroi de l'ouverture ménagée pour le passage des registres. On affirmera alors sur son siège la valve qui fuit, en lui faisant faire quelques rotations, au moyen de poignées adaptées à son manche. On passe alors au fourneau qui doit être réchauffé par les gaz. On ferme l'entrée de l'air, ainsi que la valve A qui le conduit chaud aux tuyères; on ouvre la valve et le registre du conduit allant à la cheminée, les soupapes à air, et enfin la valve et le registre de l'ouverture B par où arrive le gaz. La durée du chauffage du four pour le gaz peut varier; mais à Consett, dans le comté de Durham, en Angleterre, où seize de ces fours fonctionnent depuis assez longtemps, avec quatre hauts-fourneaux, cette durée est d'environ deux heures. Les fours y sont changés par paire. Toutefois on peut n'en changer qu'un à la fois, d'heure en heure, de manière à éviter toute inégalité de température. On voit en F, F les deux séries d'orifices inférieurs de nettoyage, garnis de tampons. Par les ouvertures supérieures E, E..., on peut racler avec un outil à long manche toutes
être réchauffé par les gaz. On ferme l'entrée de l'air, ainsi que la valve A qui le conduit chaud aux tuyères; on ouvre la valve et le registre du conduit allant à la cheminée, les soupapes à air, et enfin la valve et le registre de l'ouverture B par où arrive le gaz. La durée du chauffage du four pour le gaz peut varier; mais à Consett, dans le comté de Durham, en Angleterre, où seize de ces fours fonctionnent depuis assez longtemps, avec quatre hauts-fourneaux, cette durée est d'environ deux heures. Les fours y sont changés par paire. Toutefois on peut n'en changer qu'un à la fois, d'heure en heure, de manière à éviter toute inégalité de température. On voit en F, F les deux séries d'orifices inférieurs de nettoyage, garnis de tampons. Par les ouvertures supérieures E, E..., on peut racler avec un outil à long manche toutes les cloisons, et faire tomber en bas de l'appareil les poussières qui y sont adhérentes. On retire ces dernières par les portes F, F... Ordinairement on ne nettoie un four que tous les deux mois. On arrête l'appareil à nettoyer, et seulement celui-là, pendant la durée de l'opération qui est de six heures environ. Dans le cas où le manque de place le rendrait difficile par les portes F, F... qui sont placées sur le côté des fours, on y remédie en pratiquant des ouvertures sous ces fours, qu'on peut alors placer très-près l'un de l'autre. La maçonnerie réfractaire est maintenue par une enveloppe circulaire de tôle, formée de plaques bien rivées entre elles; un léger vide est ménagé entre les briques et le métal de manière à rendre leurs dilatations indépendantes. La tôle a une épaisseur de 5/16 de pouce, 8 mm. Des armatures en tôles garnissent la partie supérieure. Toute fuite est ainsi rendue impossible. Aucune perte de pression n'a lieu dans l'appareil, par suite de l'augmentation graduelle de la section du carreau, à partir de l'endroit où l'air entre froid, jusqu'à celui où il sort à haute température. A Consett, sur une pression de 20 centimètres de
de six heures environ. Dans le cas où le manque de place le rendrait difficile par les portes F, F... qui sont placées sur le côté des fours, on y remédie en pratiquant des ouvertures sous ces fours, qu'on peut alors placer très-près l'un de l'autre. La maçonnerie réfractaire est maintenue par une enveloppe circulaire de tôle, formée de plaques bien rivées entre elles; un léger vide est ménagé entre les briques et le métal de manière à rendre leurs dilatations indépendantes. La tôle a une épaisseur de 5/16 de pouce, 8 mm. Des armatures en tôles garnissent la partie supérieure. Toute fuite est ainsi rendue impossible. Aucune perte de pression n'a lieu dans l'appareil, par suite de l'augmentation graduelle de la section du carreau, à partir de l'endroit où l'air entre froid, jusqu'à celui où il sort à haute température. A Consett, sur une pression de 20 centimètres de mercure, on ne perd que 6 millimètres, soit 3 %. Dans cette usine, les tuyaux de départ de l'air chaud débouchent dans un grand tuyau annulaire en fonte, garni de briques réfractaires, à l'intérieur, et d'où partent les tuyaux se rendant aux tuyères. On peut voir sur la planche 55, la disposition générale d'un double jeu de fours autour d'un haut-fourneau. Quant à la durée des fours Whitwell, ceux qui sont construits en Angleterre, et qui ont déjà fait un service de plusieurs années ne montrent aucune trace de détérioration. Les deux premières chambres de combustion sont construites de préférence en briques composées moitié d'argile, moitié de silice, et les autres en bonnes briques réfractaires. La température du vent constatée à Consett, au moyen du pyromètre de Siemens, à la sortie du four, est d'environ 1400° F. (760° C.), au milieu d'un tour, c'est-à-dire lorsque les appareils sont en soufflage depuis une heure. Les tuyères sont alors rouges; on doit du reste toujours les maintenir à cet état. Un des hauts-fourneaux de Consett, auquel sont adaptés les fours Whitwell, et dans lequel l'économie réalisée sur les appareils à tuyaux de fonte ne s'élève pas à moins de 300 kilogrammes de
la disposition générale d'un double jeu de fours autour d'un haut-fourneau. Quant à la durée des fours Whitwell, ceux qui sont construits en Angleterre, et qui ont déjà fait un service de plusieurs années ne montrent aucune trace de détérioration. Les deux premières chambres de combustion sont construites de préférence en briques composées moitié d'argile, moitié de silice, et les autres en bonnes briques réfractaires. La température du vent constatée à Consett, au moyen du pyromètre de Siemens, à la sortie du four, est d'environ 1400° F. (760° C.), au milieu d'un tour, c'est-à-dire lorsque les appareils sont en soufflage depuis une heure. Les tuyères sont alors rouges; on doit du reste toujours les maintenir à cet état. Un des hauts-fourneaux de Consett, auquel sont adaptés les fours Whitwell, et dans lequel l'économie réalisée sur les appareils à tuyaux de fonte ne s'élève pas à moins de 300 kilogrammes de coke par tonne de fonte produite, fond un mélange contenant 46 % de fer métallique, avec une consommation de 875 kilogrammes de coke par tonne de fonte produite, résultat moyen d'un travail de 6 mois. Ce haut-fourneau produit environ 500 tonnes de fonte par semaine, avec 2/3 environ de la charge en minerai du Cleveland, et 1/3 d'hématite. Prenons pour exemple du résultat économique auquel on peut arriver, un haut-fourneau produisant 400 tonnes de fonte par semaine soit 20,000 tonnes par an, actuellement muni d'un appareil à tuyau de fonte chauffant le vent à 300°. Installons-y le système Whitwell, donnant de l'air à 700°, par le seul emploi des gaz du haut-fourneau. Les 400° de chaleur ainsi gagnés, remplacent par tonne de fonte produite 300 kilogrammes de coke qui, à 25 francs la tonne, valent 7 fr. 50. Sur les 20,000 tonnes produites annuellement on réalisera donc une économie de 150,000 francs, avec une augmentation moyenne de 15 à 20 % dans le rendement du haut-fourneau. Or, à Stockton même, un four Whitwell coûte aujourd'hui 1,050 liv. st. ou 26,250 francs. Tôlerie, chaudières, valves travaillées et brutes 700 liv. st. Briques 250 Maçonnerie 100 1,050 liv. st. Pour avoir le
charge en minerai du Cleveland, et 1/3 d'hématite. Prenons pour exemple du résultat économique auquel on peut arriver, un haut-fourneau produisant 400 tonnes de fonte par semaine soit 20,000 tonnes par an, actuellement muni d'un appareil à tuyau de fonte chauffant le vent à 300°. Installons-y le système Whitwell, donnant de l'air à 700°, par le seul emploi des gaz du haut-fourneau. Les 400° de chaleur ainsi gagnés, remplacent par tonne de fonte produite 300 kilogrammes de coke qui, à 25 francs la tonne, valent 7 fr. 50. Sur les 20,000 tonnes produites annuellement on réalisera donc une économie de 150,000 francs, avec une augmentation moyenne de 15 à 20 % dans le rendement du haut-fourneau. Or, à Stockton même, un four Whitwell coûte aujourd'hui 1,050 liv. st. ou 26,250 francs. Tôlerie, chaudières, valves travaillées et brutes 700 liv. st. Briques 250 Maçonnerie 100 1,050 liv. st. Pour avoir le prix de l'appareil sur le continent, il faut ajouter à cela le transport et les droits d'entrée. (Par exemple le prix du transport de Stockton à Anvers est de 14 francs la tonne; les droits d'entrée en Belgique sont de 20 francs la tonne.) Il faut ordinairement de 2 à 6 fours pour un haut-fourneau, suivant son importance. On voit donc que les frais d'installation sont largement couverts par la première année de travail. Ces résultats sont concluants. Ils mettent fin à toute discussion relative à l'emploi de l'air chaud dans le soufflage des hauts-fourneaux. Depuis trois ans les grands avantages résultant de l'emploi des fours Whitwell en ont déterminé de nombreuses installations nouvelles; actuellement 112 de ces fours sont en fonction ou en construction, dont 76 dans 10 usines d'Angleterre, et 36 dans 9 usines du continent. Parmi ces dernières figurent les plus importantes. Il ne paraît pas y avoir de doute qu'ils offrent, quant à présent, la solution la plus efficace et la plus économique de la question du chauffage du vent à haute température. — Voici les usines où les fours Whitwell sont jusqu'à présent employés. Nombre Nombre de fours de hauts Désignation des usines. Whitwell, fourneaux.
6 fours pour un haut-fourneau, suivant son importance. On voit donc que les frais d'installation sont largement couverts par la première année de travail. Ces résultats sont concluants. Ils mettent fin à toute discussion relative à l'emploi de l'air chaud dans le soufflage des hauts-fourneaux. Depuis trois ans les grands avantages résultant de l'emploi des fours Whitwell en ont déterminé de nombreuses installations nouvelles; actuellement 112 de ces fours sont en fonction ou en construction, dont 76 dans 10 usines d'Angleterre, et 36 dans 9 usines du continent. Parmi ces dernières figurent les plus importantes. Il ne paraît pas y avoir de doute qu'ils offrent, quant à présent, la solution la plus efficace et la plus économique de la question du chauffage du vent à haute température. — Voici les usines où les fours Whitwell sont jusqu'à présent employés. Nombre Nombre de fours de hauts Désignation des usines. Whitwell, fourneaux. Angleterre. Consett Iron Co limited (Durham) 10 4 North of England Industrial Iron Co limited. Carlton Iron Works (Stockton) 12 3 Solway Hematite Iron Co (Maryport) 8 2 Moss Bay Hematite Iron Co (Workington). 8 2 Butterley Iron Co (Alfreton-Derby) 2 1 Tees Bridge Iron Co limited (Stockton). 8 2 Thornaby Iron Works (Stockton) 10 2 West Cumberland Hematite Iron Co (Workington) 4 1 Dowlais Iron Co (Merthyr-Tydvil; pays de Galles) 4 1 Company of Copper Miners in England (Gwn Avon Port Talbot 4 1 Continent. MM. Schneider et Cie (Creusot) 4 1 MM. de Wendel et Cie (Hayange) 4 1 M. le baron d'Adelswärd (Longwy) 4 1 MM. Dupont et Dreyfus (Ars-sur-Moselle) 4 1 Société anonyme des hauts-fourneaux d'Esch sur l'Alzette (Luxembourg) 8 2 Ph. et Bernard Servais à Weilerbach (Luxembourg) 2 1 MM. Metz et Cie (Forges d'Eich) (Luxembourg) 2 1 Deutsch-Hollendisch Actienverein, à Duisburg (Prusse) 4 1 Friederich-Wilhems Hütte, à Mulheim-surRuhr Mulheim-sur-Ruhr 4 1 Fours construits ou en construction. 112 CONDITIONS GÉNÉRALES POUR UN FOUR POUVANT CHAUFFER EN UNE MINUTE 100 m³ D'AIR À 775° C. Quantité d'air à chauffer par minute, pris à 15 et à la pression atmosphérique 100 m³ Volume d'air chaud à la
Thornaby Iron Works (Stockton) 10 2 West Cumberland Hematite Iron Co (Workington) 4 1 Dowlais Iron Co (Merthyr-Tydvil; pays de Galles) 4 1 Company of Copper Miners in England (Gwn Avon Port Talbot 4 1 Continent. MM. Schneider et Cie (Creusot) 4 1 MM. de Wendel et Cie (Hayange) 4 1 M. le baron d'Adelswärd (Longwy) 4 1 MM. Dupont et Dreyfus (Ars-sur-Moselle) 4 1 Société anonyme des hauts-fourneaux d'Esch sur l'Alzette (Luxembourg) 8 2 Ph. et Bernard Servais à Weilerbach (Luxembourg) 2 1 MM. Metz et Cie (Forges d'Eich) (Luxembourg) 2 1 Deutsch-Hollendisch Actienverein, à Duisburg (Prusse) 4 1 Friederich-Wilhems Hütte, à Mulheim-surRuhr Mulheim-sur-Ruhr 4 1 Fours construits ou en construction. 112 CONDITIONS GÉNÉRALES POUR UN FOUR POUVANT CHAUFFER EN UNE MINUTE 100 m³ D'AIR À 775° C. Quantité d'air à chauffer par minute, pris à 15 et à la pression atmosphérique 100 m³ Volume d'air chaud à la sortie 378 m³ Diamètre du four 6m,700 Hauteur du four 8m,700 Section à l'entrée de l'air froid 1m,04 19 ANNALES INDUSTRIELLES. QUATRIÈME ANNÉE. 7 JUILLET 1872. 20 Section à la sortie de l'air chaud 2m,90 Rapport entre ces deux sections extrêmes 2m,78 Vitesse de l'air dans le four par 1" 1m,00 Développement de la longueur moyenne du canal. 00m,00 Temps employé par l'air à traverser le four .... 39" Surface de chauffe totale 750m²,00 — par mètre cube d'air pris à 15°.. 7m²,00 Volume total de briques 170m³,00 J. CHAMPIGNY. TÉLÉGRAPHIE ÉLECTRIQUE MATÉRIEL FIXE. POTEUX TÉLÉGRAPHIQUES EN TOLE SYSTÈME DES GOFFE. Planche 56. Parmi les inventions modernes, la télégraphie tient à juste titre une des premières places : chaque jour, des améliorations importantes sont apportées dans ce service, et nous ne pouvons que souhaiter un bon succès à l'activité de l'Administration des télégraphes, et enregistrer avec soin ici ce qui se fait et ce que l'on espère. L'idée des poteaux télégraphiques en métal n'est pas neuve : elle a été indiquée très-souvent par d'habiles physiciens, mais jusqu'ici l'application des différents systèmes a rencontré des difficultés insurmontables, en égard au prix, à la dimension, à la visite et à la pose.
1m,00 Développement de la longueur moyenne du canal. 00m,00 Temps employé par l'air à traverser le four .... 39" Surface de chauffe totale 750m²,00 — par mètre cube d'air pris à 15°.. 7m²,00 Volume total de briques 170m³,00 J. CHAMPIGNY. TÉLÉGRAPHIE ÉLECTRIQUE MATÉRIEL FIXE. POTEUX TÉLÉGRAPHIQUES EN TOLE SYSTÈME DES GOFFE. Planche 56. Parmi les inventions modernes, la télégraphie tient à juste titre une des premières places : chaque jour, des améliorations importantes sont apportées dans ce service, et nous ne pouvons que souhaiter un bon succès à l'activité de l'Administration des télégraphes, et enregistrer avec soin ici ce qui se fait et ce que l'on espère. L'idée des poteaux télégraphiques en métal n'est pas neuve : elle a été indiquée très-souvent par d'habiles physiciens, mais jusqu'ici l'application des différents systèmes a rencontré des difficultés insurmontables, en égard au prix, à la dimension, à la visite et à la pose. Le nouveau poteau, dont on peut voir des échantillons aux alentours de Paris, présente des avantages incontestables non-seulement sur les systèmes métalliques connus, mais encore sur les poteaux en bois au point de vue du prix de revient. Le poteau métallique ordinaire se compose de deux tôles pliées suivant une courbe qui lui donne une grande résistance, et rivées sur leurs rebords ou lèvres ménagées à cet effet. Cette construction, simple et facile d'exécution, est très-bien étudiée au point de vue pratique et permet, comme nous le verrons, de fixer tous engins ou appareils nécessaires au service. Divers tronçons s'emboîtent rivés les uns sur les autres, et le profil conique du sol au sommet, reste droit du niveau du sol à la base du poteau. La mise en terre se fait absolument comme pour les poteaux en bois, sans autre précaution; ce qui s'explique par la surface suffisante d'application contre le terrain dans tous les sens. Les expériences les plus nombreuses et les plus variées ont eu lieu sur ce point sous les yeux de l'Administration, et ont dépassé toute espérance. Le poids reste le même et quelquefois inférieur au poteau en bois de même dimension : il suffit pour