SherbyNet - /page/wikibook/entry.mu

Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Cubilot</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Cubilot</span></h1>

</header>

</div>

<p>Le <b>cubilot</b> est un <a href="Four" title="Four">four</a> vertical de <a href="Fusion_(m%C3%A9tallurgie)" title="Fusion (métallurgie)">fusion des métaux</a><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>note 1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> par la combustion de <a href="Coke_(charbon)" title="Coke (charbon)">coke</a>. Dans ce four, le métal à fondre, généralement des <a href="Ferraille" title="Ferraille">ferrailles</a>, est en contact direct avec le <a href="Combustible" title="Combustible">combustible</a>. Ce contact à haute température entraîne une <a href="Carburation" class="mw-disambig" title="Carburation">carburation</a> importante (à des niveaux de 2 à 3 % de carbone) et réserve pour cela le cubilot à la production de <a href="Fonte_(m%C3%A9tallurgie)" title="Fonte (métallurgie)">fonte</a>.

</p><p>Par rapport au <a href="Haut_fourneau" title="Haut fourneau">haut fourneau</a>, le cubilot se distingue donc par l'absence de réactions de <a href="R%C3%A9action_d'oxydor%C3%A9duction" title="Réaction d'oxydoréduction">réduction</a> d'oxyde de fer, ce qui en fait un four moins puissant. Il s'agit généralement d'un outil flexible utilisé dans les <a href="Fonderie" title="Fonderie">fonderies</a>.

</p><p>Il existe 2 principaux types de cubilots, les cubilots à vent froid où l'air injecté l'est à température ambiante et les cubilots à vent chaud où l'air injecté est réchauffé par les fumées jusqu’à atteindre une température de 400 à 450°C et générer une économie significative d'énergie<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Étymologie"><span id=".C3.89tymologie"></span>Étymologie</h2></div>

<p>Altération de l'<a href="Anglais" title="Anglais">anglais</a> <a href="Dialecte" title="Dialecte">dialectal</a> des ouvriers <a href="Sid%C3%A9rurgie" title="Sidérurgie">sidérurgistes</a> de <a href="Sheffield" title="Sheffield">Sheffield</a> <i>cupilo</i>, <i>cupilow</i>, variante de <i>cupola</i> (de l'italien <i>cupola</i> = dôme) dans la locution <i>cupola furnace</i> (= four à coupole), <abbr class="abbr" title="19ᵉ siècle"><span class="romain">XIX</span><sup style="font-size:72%">e</sup></abbr> siècle.

</p><p>Le <a href="D%C3%B4me_(architecture)" title="Dôme (architecture)">dôme</a> du cubilot ne doit pas être confondu avec la <a href="Vo%C3%BBte" title="Voûte">voûte</a> surplombant les deux compartiments séparés (four et laboratoire) d'un <a href="Four_%C3%A0_r%C3%A9verb%C3%A8re" title="Four à réverbère">four à réverbère</a>. Les buts et les principes de fonctionnement de ces deux types de fours sont diamétralement opposés. Alors que les cubilots servaient à fondre facilement des ferrailles ou de l'<a href="Acier" title="Acier">acier</a> et à les transformer en fonte très riche en <a href="Carbone" title="Carbone">carbone</a> grâce au contact direct du <a href="Fer" title="Fer">fer</a> en fusion avec le coke en <a href="Combustion" title="Combustion">combustion</a>, les fours à réverbère avaient pour object de décarburer la fonte liquide en oxydant son carbone pour la transformer en <a href="Puddlage" title="Puddlage">fer puddlé</a> pauvre en carbone et de ce fait malléable contrairement à la fonte cassante. Les cubilots étaient constitués d'un haut cylindre surmonté à son sommet par une coupole (ou dôme), alors que les fours à réverbère étaient seulement équipés d'une voûte basse destinée à réfléchir la chaleur du four vers le laboratoire et étaient plus trapus et moins hauts.

</p><p>Dans l'Est de la France, le terme « cubilot » est utilisé par analogie pour nommer le poêle à <a href="Charbon" title="Charbon">charbon</a> (ou à <a href="P%C3%A9trole" title="Pétrole">pétrole</a>) qui était utilisé pour chauffer les maisons des ouvriers métallurgistes.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Histoire">Histoire</h2></div>

<p>Des fours cubilots ont été construits en Chine dès la <a href="P%C3%A9riode_des_Royaumes_combattants" title="Période des Royaumes combattants">période des Royaumes combattants</a> (403-221 <abbr class="abbr nowrap" title="avant Jésus-Christ">av. J.-C.</abbr>)<sup id="cite_ref-pigott_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-pigott-4"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. Pendant la <a href="Dynastie_Han" title="Dynastie Han">dynastie Han</a> (202 <abbr class="abbr nowrap" title="avant Jésus-Christ">av. J.-C.</abbr> - 220 <abbr class="abbr nowrap" title="après Jésus-Christ">apr. J.-C.</abbr>), l'essentiel - sinon la totalité - du fer produit dans les hauts fourneaux était refondu dans des cubilots. Ils étaient conçus de sorte que l'air froid injecté au fond soit dirigé à travers une tuyère vers le haut du four, où la charge (c'est-à-dire du charbon de bois et de la ferraille, ou de la <a href="Fonte_brute" title="Fonte brute">fonte brute</a>) a été déversée. L'air injecté est réchauffé avant d'atteindre le fond du four où le fer est fondu puis drainé vers des moules appropriés pour la coulée<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup class="reference cite_virgule">,</sup><sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. On attribue l'invention du cubilot moderne à <a href="Ren%C3%A9-Antoine_Ferchault_de_R%C3%A9aumur" title="René-Antoine Ferchault de Réaumur">Réaumur</a>, qui en a établi le principe en 1722. <a href="William_Wilkinson" title="William Wilkinson">William Wilkinson</a> l'a amélioré en 1770, puis Ireland en 1857, Voisin en 1879 et enfin Kriger qui, en 1868, invente à l'<a href="%C3%89cole_nationale_sup%C3%A9rieure_d'arts_et_m%C3%A9tiers" title="École nationale supérieure d'arts et métiers">École des Arts et Métiers d'Angers</a> l'avant-creuset<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Caractéristiques"><span id="Caract.C3.A9ristiques"></span>Caractéristiques</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Températures"><span id="Temp.C3.A9ratures"></span>Températures</h3></div>

<ul><li>(A) Dans le creuset de fonte liquide la température est de <span title="2 552 °F ou 1 673,2 K">1 400</span> à <span title="2 732 °F ou 1 773,2 K">1 500 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr>,</li>

<li>(B) Dans la partie au-dessus des tuyères, la température est de <span title="2 912 °F ou 1 873,2 K">1 600</span> à <span title="3 092 °F ou 1 973,2 K">1 700 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr>,</li>

<li>(C) Dans le gueulard, au niveau du poste de chargement, la température est de <span title="1 292 °F ou 973,2 K">700</span> à <span title="1 472 °F ou 1 073,2 K">800 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr>.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Composition_du_cubilot">Composition du cubilot</h3></div>

<ol><li><b>(1)</b> Système de dépoussiérage : sur les premiers cubilots, les fumées s’échappaient à l’air libre, puis un système de rideau d’eau piégeait les particules et les suies et enfin un système de dépoussiérage avec récupération des fumées et des calories (voir rubrique « dépoussiérage »)</li>

<li><b>(2)</b> Cheminée : en tôle, elle montait assez haut avant l’installation des systèmes de dépoussiérage.</li>

<li><b>(3)</b> <a href="Gueulard" title="Gueulard">Gueulard</a>, partie par où est chargé le minerai et le <a href="Coke_(charbon)" title="Coke (charbon)">coke</a> + <a href="Castine_(pierre)" title="Castine (pierre)">castine</a>.</li>

<li><b>(4)</b> Chargement : il se fait par wagonnets pour les petits cubilots et par bennes pour les grosses installations.</li>

<li><b>(5)</b> Arrosage : système d’arrosage de toute la partie extérieure du cubilot. L’eau coule le long de la colonne pour la refroidir et l’empêcher de fondre sous l’effet de la chaleur interne, surtout en cas de dégradation du revêtement réfractaire.</li>

<li><b>(6)</b> Garnissage de <a href="Brique_de_terre_compress%C3%A9e" title="Brique de terre compressée">brique de terre compressée</a> à base de <a href="Mat%C3%A9riau_r%C3%A9fractaire" title="Matériau réfractaire">matériau réfractaire</a> et assemblée au <a href="Pis%C3%A9" title="Pisé">pisé</a>.</li>

<li><b>(7)</b> Colonne du cubilot en épaisse tôle au <a href="Tungst%C3%A8ne" title="Tungstène">tungstène</a>.</li>

<li><b>(8)</b> Charges métalliques composées de ferraille, en général des rebuts à base de fer.</li>

<li><b>(9)</b> Charges <a href="Coke_(charbon)" title="Coke (charbon)">coke</a> + <a href="Castine_(pierre)" title="Castine (pierre)">castine</a>.</li>

<li><b>(10)</b> Boîte à vent, alimente les tuyères en air.</li>

<li><b>(11)</b> Regard de surveillance, pour le contrôle de la fusion.</li>

<li><b>(12)</b> <a href="Tuy%C3%A8re" title="Tuyère">Tuyères</a>, injectent l’air pour activer la combustion du coke.</li>

<li><b>(13)</b> <a href="Laitier_(m%C3%A9tallurgie)" title="Laitier (métallurgie)">Laitier</a>, dépôt de <a href="Scorie_(m%C3%A9tallurgie)" title="Scorie (métallurgie)">scories</a> qui se forme au-dessus du bain de fonte liquide.</li>

<li><b>(14)</b> Trou de coulée : débouché au moment de la coulée de la fonte dans le four de maintien.</li>

<li><b>(15)</b> Chenal de coulée, placé au-dessus du four de maintien.</li>

<li><b>(16)</b> Sole, partie réfractaire inférieure du cubilot.</li>

<li><b>(17)</b> Trou de décrassage, évacuation du laitier avant prélèvement de la fonte.</li>

<li><b>(18)</b> <a href="Creuset" title="Creuset">Creuset</a> rempli de <a href="Fonte_(m%C3%A9tallurgie)" title="Fonte (métallurgie)">fonte</a> et de coke incandescent.</li>

<li><b>(19)</b> Porte d’allumage.</li>

<li><b>(20)</b> Goulotte de récupération des eaux de refroidissement.</li>

<li><b>(21)</b> Bac à <a href="Crasse_(m%C3%A9tallurgie)" title="Crasse (métallurgie)">crasses</a>, récupération du laitier et des crasses.</li>

<li><b>(22)</b> Portes de défournement, pour le nettoyage du cubilot refroidi, avant réfection du garnissage réfractaire.</li></ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Dépoussiérage"><span id="D.C3.A9poussi.C3.A9rage"></span>Dépoussiérage</h2></div>

<p>Le cubilot, comme les <a href="Haut_fourneau" title="Haut fourneau">hauts fourneaux</a>, a toujours posé des problèmes de pollution de l’air ambiant, surtout dans les zones habitées. Le dépoussiérage est devenu essentiel et, aujourd’hui, la technique permet de récupérer les fumées chaudes un peu plus haut que la sortie du <a href="Gueulard" title="Gueulard">gueulard</a>, là où les gaz sont à environ <span title="1 382 °F ou 1 023,2 K">750 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr>. Après filtration et élimination des suies, dans le cas de cubilots dits "à vent chaud" ces gaz peuvent être renvoyés au niveau des tuyères à une température de <span title="752 °F ou 673,2 K">400</span> à <span title="842 °F ou 723,2 K">450 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr> . La différence entre cette température et celle sans récupération des "cubilots dits à vent froid", qui est la température ambiante (<span title="68 °F ou 293,2 K">20</span> à <span title="86 °F ou 303,2 K">30 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr>), est une considérable économie d’énergie. De plus une partie de ces gaz chauds peut être exploitée pour le chauffage de bâtiments<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Usage">Usage</h2></div>

<p>Le cubilot permet d'obtenir de la fonte liquide à partir de la fusion de ferrailles et de <a href="Gueuse_(sid%C3%A9rurgie)" class="mw-redirect" title="Gueuse (sidérurgie)">gueuses</a> de fonte : il s'agit de fonte dite de « deuxième fusion ». Les <a href="Ferraille" title="Ferraille">ferrailles</a> de <a href="R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_d%C3%A9chets" title="Récupération de déchets">récupération</a>, les <a href="Fonte_(m%C3%A9tallurgie)" title="Fonte (métallurgie)">fontes</a>, le <a href="Coke_(charbon)" title="Coke (charbon)">coke</a>, la <a href="Castine_(pierre)" title="Castine (pierre)">castine</a> et d'autres éléments d'addition sont enfournés en partie haute du cubilot par couches. L'injection d'air éventuellement enrichi en <a href="Oxyg%C3%A8ne" title="Oxygène">oxygène</a> au bas de la charge permet la <a href="Combustion" title="Combustion">combustion</a> du coke.

</p><p>Les réactions qui se produisent dans un cubilot peuvent être simplifiées et résumées comme suit :

</p>

<ul><li>Les gaz suivent un chemin ascendant, chauffant progressivement les matériaux solides qui eux, suivent un chemin descendant.</li>

<li>Durant la descente, la charge solide subit différentes transformations : chauffage, <a href="Dessiccation" title="Dessiccation">dessiccation</a>, combustion, fusion et carburation.</li>

<li>Au bas du cubilot, le <a href="Laitier_(m%C3%A9tallurgie)" title="Laitier (métallurgie)">laitier</a> recouvre la fonte liquide, la protégeant contre une <a href="R%C3%A9action_d'oxydor%C3%A9duction" title="Réaction d'oxydoréduction">oxydation</a> rapide.</li></ul>

<p>Les sous-produits issus des opérations de fusion dans le cubilot sont valorisés :

</p>

<ul><li>Les fumées dégagées en partie haute du cubilot sont captées et traitées pour récupérer leur chaleur et les éléments utiles présents dans les poussières en suspension dans les gaz chauds ;

<ul><li>Leur énergie est utilisée pour préchauffer l'air qui est injecté dans les <a href="Tuy%C3%A8re" title="Tuyère">tuyères</a> du cubilot ;</li>

<li>Les poussières sont traitées pour en extraire des métaux utiles à d'autres industries ;</li></ul></li>

<li>Le <a href="Laitier_(m%C3%A9tallurgie)" title="Laitier (métallurgie)">laitier</a> est utilisé pour les <a href="Terrassement" title="Terrassement">remblais</a> de route.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Notes_et_références"><span id="Notes_et_r.C3.A9f.C3.A9rences"></span>Notes et références</h2></div>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a> </span><span class="reference-text">Le cubilot est également utilisé comme outil de fusion de <a href="Basalte" title="Basalte">basalte</a> et de <a href="Laitier_(m%C3%A9tallurgie)" title="Laitier (métallurgie)">laitiers</a>, dans la production de <a href="Laine_de_roche" title="Laine de roche">laine de roche</a><sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></span>

</li>

</ol></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a> </span><span class="reference-text"><abbr class="abbr indicateur-format format-pdf" title="Document au format Portable Document Format (PDF)">[PDF]</abbr><span class="ouvrage" id="2011"><span class="noarchive">« <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/01-67.pdf"><cite style="font-style:normal;">Gestion prévisionnelle des emplois et des compétences dans les secteurs de l’industrie et de l’énergie dans le contexte d’une économie verte</cite></a> » <small class=" cachelinks">[<a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20140528005801/http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/01-67.pdf">archive du <time class="nowrap" datetime="2014-05-28" data-sort-value="2014-05-28">28 mai 2014</time></a>]</small></span>, Commissariat général au développement durable, <time class="nowrap" datetime="2011-07" data-sort-value="2011-07">juillet 2011</time></span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a> </span><span class="reference-text"><span class="ouvrage">« <a rel="nofollow" class="external text" href="http://tsaucray.free.fr/1%20metallurgie/11%20fusion/F21b.htm"><cite style="font-style:normal;">Les différents moyens de fusion</cite></a> », sur <span class="italique">tsaucray.free.fr</span> <small style="line-height:1em;">(consulté le <time class="nowrap" datetime="2021-08-18" data-sort-value="2021-08-18">18 août 2021</time>)</small></span></span>

</li>

<li id="cite_note-pigott-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-pigott_4-0">↑</a> </span><span class="reference-text">Pigott, Vincent C. (1999). <i>The Archaeometallurgy of the Asian Old World</i>. Philadelphia: University of Pennsylvania Museum of Archaeology and Anthropology. <small style="line-height:1em;">(<a href="International_Standard_Book_Number" title="International Standard Book Number">ISBN</a> <span class="nowrap">0-924171-34-0</span>)</small>, p. 191.</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a> </span><span class="reference-text">Wagner, Donald B. (2001). <i>The State and the Iron Industry in Han China</i>. Copenhagen: Nordic Institute of Asian Studies Publishing. <small style="line-height:1em;">(<a href="International_Standard_Book_Number" title="International Standard Book Number">ISBN</a> <span class="nowrap">87-87062-83-6</span>)</small>, pp. 75–76.</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a> </span><span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external free" href="http://donwagner.dk/cice/cice.html">http://donwagner.dk/cice/cice.html</a> Cast Iron in China and Europe retrieved 2014 Dec 25</span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a> </span><span class="reference-text"><span class="ouvrage" id="Cuenin"><span class="ouvrage" id="Pierre_Cuenin">Pierre <span class="nom_auteur">Cuenin</span>, <cite style="font-style:normal">« Métallurgie des Alliages de Fonderie »</cite>, dans <cite class="italique">Techniques de l'ingénieur Traité matériaux métalliques</cite>, <a href="%C3%89ditions_techniques_de_l'ing%C3%A9nieur" title="Éditions techniques de l'ingénieur">Éditions techniques de l'ingénieur</a> <small style="line-height:1em;">(<a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.fr/books?id=OalFrOU_VhcC&pg=PA4&lpg=PA4#v=onepage&q&f=false">lire en ligne</a>)</small><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rft.genre=bookitem&rft.btitle=Techniques+de+l%27ing%C3%A9nieur+Trait%C3%A9+mat%C3%A9riaux+m%C3%A9talliques&rft.atitle=M%C3%A9tallurgie+des+Alliages+de+Fonderie&rft.pub=%C3%89ditions+techniques+de+l%27ing%C3%A9nieur&rft.aulast=Cuenin&rft.aufirst=Pierre&rfr_id=info%3Asid%2Ffr.wikipedia.org%3ACubilot"></span></span></span></span>

</li>

<li id="cite_note-8"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-8">↑</a> </span><span class="reference-text">Système de dépoussiérage et de récupération des gaz chauds installé aux fonderies <a href="Peugeot" title="Peugeot">Peugeot</a> de Sochaux dans les années 1985-90</span>

</li>

</ol></div>

</div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bibliographie">Bibliographie</h2></div>

<ul><li>Louis Chaze, <i>Fusion de la fonte au cubilot : Principes, technologie, aspects technico-économiques</i>, CTIF 1998.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Liens_internes">Liens internes</h2></div>

/* start https://fr.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .autres-projets>.titre{text-align:center;margin:0.2em 0}.mw-parser-output .autres-projets>ul{margin:0;padding:0}.mw-parser-output .autres-projets>ul>li{list-style:none;margin:0.2em 0;text-indent:0;padding-left:24px;min-height:20px;text-align:left;display:block}.mw-parser-output .autres-projets>ul>li>a{font-style:italic}@media(max-width:720px){.mw-parser-output .autres-projets{float:none}}

/* end https://fr.wikipedia.org/ */

</style>

<ul><li><a href="M%C3%A9tallurgie" title="Métallurgie">Métallurgie</a></li>

<li><a href="Fonderie" title="Fonderie">Fonderie</a></li>

<li><a href="Fusion_(m%C3%A9tallurgie)" title="Fusion (métallurgie)">Fusion des métaux</a></li>

<li><a href="Creuset" title="Creuset">Creuset</a></li></ul>

<ul id="bandeau-portail" class="bandeau-portail"><li><span class="bandeau-portail-element"><span class="bandeau-portail-icone"><span class="noviewer skin-invert-image" typeof="mw:File"></span></span> <span class="bandeau-portail-texte">Portail du travail et des métiers</span> </span></li> <li><span class="bandeau-portail-element"><span class="bandeau-portail-icone"><span class="noviewer" typeof="mw:File"></span></span> <span class="bandeau-portail-texte">Portail des sciences des matériaux</span> </span></li> </ul></div><div><div class="zim-footer">

Cet article est issu de <a class="external text" title="Dernière modification le 2025-01-17" href="https://fr.wikipedia.org/wiki/?title=Cubilot&oldid=222176407">Wikipédia</a>. Sauf mention contraire, le texte est disponible sous <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fr">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a>. Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.

</div>

</div></div>

</div>

</main>

</div>

</body></html>