CHAPITRE XVIII

Fee.

Son état naturel* — Son extraction. — Ses combinaisons avec foxigène, le carbone , le chlore , Viode, le joufre , le sélénium , le phosphore. — Son alliage avec l'é tain.

Là. connaissance du fer est moins ancienne que celle de certains métaux usuels plus faciles à extraire de leurs mines. C'est chez les peuples civilisés de l'Orient que l'on trouve les premières notions exactes sur le travail des mines de fer, qu'on ne pouvait réduire qu'à une chaleur très-élevée. Aussi ces notions ont-elles été transmises et perfectionnées à. mesure que les peuples ont avancé dans la civilisation et que leurs moyens industriels ont acquis plus de développement. C'est d'après cette vérité qu'un auteur célèbre a dit que le degré de civilisation d'un peuple pouvait être apprécié par les progrès qu'il avait faits dans la manière de travailler le fer. ( Berzélius, Traité du Fer et de ses propriétés, 1826.)

Ce métal , .abondamment répandu dans la nature , se rencontre sous plusieurs états : à l'état natif, à letat d'oxide, à l'état de sulfate ou à l'état de sels.

Sous le premier état , le fer est rare et jouit de toute sa malléabilité. Il existe sur plusieurs points du globe , au Pérou , au Brésil , en Sibérie , en Bohème et en Afrique. Il se présente en masses isolées plus ou moins considérables , et contient toujours quelques ceutièmes de nickel, quelquefois même des traces de soufre et de chrome. Celui trouvé à Olumpa ( Brésil ) renferme un peu de carbone et se rapproche par sa texture et son grain de quelques espèces d'aciers. Ces différens fers natifs sont

4^2 abrégé élémeMtAib.ë

tous ductiles et n'ont besoin que d'être forgés pour être employés. On pense aujourd'hui que ces masses métalliques, d'un poids plus ou moins considérable, sont tombées de l'atmosphère , et cette opinion est fondée sur la certitude qu'on a acquise à plusieurs reprises , depuis 1785 jusqu'à nos jours, qu'il tombait en différais lieux , à la surface de la terre , des pierres qui contiennent quelques-uns des élémens qui ont été rencontrés dans les fers natifs. Quoi qu'il en soit de ces pierres que l'on désigne sous le nom de pierres du ciel , pierres météoriques , aérolithes , leur origine est encore inconnue. Quelques naturalistes ont admis quelles étaient lancées par des volcans lunaires , ou qu'elles provenaient de débris de planètes brisées par leur choc réciproque, et engagées dans la sphère d'attraction de la terre. Ce qu'il y a de certain , c'est que ces pierres , d'après le fer, le nickel et le chrôme qui entrent dans leur composition , semblent avoir une origine commune avec les fers natifs.

Le fer, à l'état doxide, est si commun, qu'on le trouve

dans presque tous les pays ; tantôt il est à l'état de pureté et cristallisé différemment, d'autres fois il est uniàd'autrès oxides, tels que la'silice, l'alumine et la chaux. C'est de ces différentes mines qu'on retire ordinairement ce métal.

Avant d'être traitées directement par le charbon à une température élevée , ces mines sont soumises à des opérations mécaniques préliminaires qui ont pour but de les débarrasser des terres argileuses ou calcaires qui les enveloppent, ou de les diviser et de les séparer par une calci nation à l'air des particules de soufre et d'arsenic qu'elles peuvent contenir. La première opération se pratique sur les mines terreuses en les bocardant et en les lavant sous un courant d'eau $ la seconde s'exécute surtout sur les mines en roches, elle se fait en plaçant la mine

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concassée avec du bois ou de la houille dans des fours particuliers.

Après ces opérations, on procède à la réduction de la mine en la mettant en contact avec du charbon à une température très-élevée dans des fournaux particuliers, désignés, à cause de leurs dimensions, sSuslenom de hauts fourneaux.

Ces fourneaux, d'une hauteur moyenne de a5 à 3o pieds, représentent à peu près deux cônes tronqués et creux appliqués par leur base. La partie inférieure de ces fourneaux offre une cavité particulière désignée sous le nom de creuset ; c'est dans cette partie que viennent se rendre les produits de la fusion 5 au-dessus de celle-ci existent trois ouvertures : deux latérales, qui por tenties tuyaux de forts soufflets ou de pompes soufflantes, sont destinées à entretenir un courant d'air continu ; la troisième, située à la naissance du creuset, a pour objet de donner écoulement au laitier qui a été produit. On remplit d'abord de charbon de bois ou de coke le fourneau, et lorsque sa température est très-élevée, on jette par la partie supérieure, alternativement delà mine et du charbon , de manière à entretenir le fourneau toujours plein, ainsi qu'une certaine quantité d'argile ou de terre calcaire pour faciliter la fusion des substances étrangères contenues dans la mine. La nature de ce fondant varie suivant la nature de la mine; lorsqu'elle est très-siliceuse ou alumineuse, on ajoute du carbonate de chaux, qui porte en terme d'art le nom de castine , et de la terre argileuse , connue sous le nom iïerbue , lorsque la terre calcaire domine dans le minerai.

Dans quelques usines , par un choix raisonné de différens minerais, on se dispense d'ajouter un fondant qui résulte de l'action réciproque des terres que renferment naturellement les mines mélangées.

I/oxide de fer est réduit par le carbone, tandis que

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la silice, l'alumine, la chaux, irréductibles par ce corps combustible , s'unissent pour former un verre plus ou

A mesure que

le fer es* ramené à Y étal métallique, ii se combine avec une certaine quantité de carbone, fond en se convertissant en fonte, qui se rend avec le laitier dans le creuset. La séparation de ces deux substances ne tarde pas à s'opérer par la différence de densité , et lorsque le creuset est rempli de fonte , le laitier qui la recouvre continuellement et la préserve de l'action de l'air s'écoule par une ouverture pratiquée au bord du creuset. Après cette époque, ou débouche avec un ringard un trou fait au fond du creuset et qu'on tient bouché avec de l'argile, et aussitôt la foute coule en flou de feu , et se rend dans des sillons creusés dans la terre et enduits de sable. En se re-

ces sillons , elle se moule et acquiert cette forme triangulaire qui distingue la fonte ainsi coulée , qu'on connaît dans les arts sous le nom de gueuse.

La fonte ainsi obtenue varie par sa couleur ; elle est grise ou blanche, suivant la nature de la mine et de la température produite dans le haut fourneau. Indépendamment du carbone qu'elle contient, elle renferme du silicium provenant de la réduction d'une certaine quantité de silice à l'aide du fer et du carbone; ou y trouve aussi ordinairement du phosphore , du soufre et du manganèse en petite quantité. Certaines fontes blanches obtenues avec des mines manganésifères contiennent jusqu'à a à 3 de manganèse pour 100. La présence de ce dernier métal est peut-être la cause de leur couleur blanche, car, contre l'opinion de quelques auteurs, elles renferment presque autant de carbone que les fontes grises. Néanmoins, l'état dans lequel se trouve le carbone dans les fontes influe sur leur couleur, comme on peut le prouver en refroidissant promptement une fonte grise fondue, qui devient alors blanche, plus dure et moins

attaquable par les acides j mais elle repasse à son premier état par une nouvelle/usion et un refroidissement lent. Dans le premier cas, le carbone est uni à toute la . masse de fer 5 dans le second une partie seulement est en combinaison, et l'autre s'en est séparée par sùite dune cristallisation. On ne doit pas toutefois confondre la fonte grise ainsi blanchie, avec celle qui Test naturellement, car cette dernière reste constamment blanche, quel que soit le refroidissement qu'elle éprouve. Un grand nombre d'essais analytiques , tentés sur des fontes de différentes qualités, ont appris quels étaient les principes qui accompagnaient plus souvent les fontes grises ou blanches. Nous présentons ici un tableau de ces analyses, faites sous la direction de MM. Gay-Lussac et Wilson, à la fonderie de Charenton.

TABLEAU des analyses de fontes françaises et étrangères. •