Comprendre le four à cubilot :conception, fonctionnement et applications

Un cubilot est un appareil cylindrique utilisé pour chauffer et faire fondre des métaux tels que le fer et le bronze. Ces hauts fourneaux mesurent généralement entre 1,5 et 13 pieds (environ 0,5 à quatre mètres) de diamètre et ont l'apparence extérieure d'une cheminée. Afin de faire fonctionner un cubilot, le cylindre est généralement rempli de couches alternées de métal et de coke, et des matériaux fondants, tels que des adjuvants de chaux ou de carbone, peuvent également être ajoutés. Lorsque le métal fond, il s'écoule et peut être libéré par un robinet situé à l'avant du four. Une fois le fonctionnement terminé, ces fours peuvent être vidés et préparés pour une utilisation future en ouvrant une porte de décharge au fond pour éliminer le coke restant et d'autres matériaux.

Des preuves archéologiques suggèrent que des conceptions de coupoles pourraient avoir été utilisées en Chine au cours du troisième siècle avant notre ère. Les premiers exemples de fours à cubilot ont été utilisés en Chine pendant la période Chunqiu pour couler le bronze. Les fours à cubilot étaient également utilisés pour la fonte en Europe à partir du XVIIe siècle. Jusqu'au milieu du XXe siècle, le cubilot restait la principale méthode de coulée de la fonte. La plupart des fonderies sont finalement passées aux fours à induction, même si les cubilots sont encore utilisés dans certains cas.

Lorsqu’un cubilot est utilisé, on parle généralement de campagne. Au début d'une campagne, le coke est placé dans le four puis enflammé. Des ports appelés tuyères sont utilisés pour introduire de l’air dans le coke en combustion, ce qui crée une sorte de haut fourneau. L'introduction d'air dans le coke le rend très chaud, auquel cas le métal peut être déposé dans le four. Des couches supplémentaires de coke sont ajoutées pour que le processus de chauffage se poursuive, et de la chaux ou d'autres agents fondants peuvent être ajoutés pour réduire l'oxydation.

La chaleur des couches inférieures de coke brûlant monte généralement à travers le cylindre, chauffant les couches supérieures de métal et les faisant fondre. Le carbone du coke peut se lier au métal liquide lorsqu’il traverse les couches inférieures et s’accumule au fond. Dans certains cas, des adjuvants tels que le carbure de silicium peuvent être ajoutés pour augmenter la teneur en carbone. Une fois qu'une quantité suffisante de métal en fusion s'est accumulée dans la partie inférieure d'un cubilot, l'opérateur peut ouvrir un robinet pour l'évacuer dans un récipient de collecte. Il y a généralement un autre robinet situé à un point plus élevé à l'arrière de l'appareil qui peut drainer les scories.

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