B. — MARTIN ACIDE

Historique. — L’idée d’obtenir un affinage do la fonte par l’introduction, dans le bain de mêlai, d’une certaine quantité de riblons de fer ou d’acier, est due à Réaumur, qui avait recours pour cette opération à l’appareil primitif, le creuset; cette idée a été reprise plus tard par Lechàtelier, mais n'avait donné encore, à cette époque, que de faibles résultats au point de vue pratique. Ce n’est qu’à la suite de la découverte de Siemens, relative à la haute température produite par la combustion du gaz chaud par l’air préalablement chauffé, que M. Martin deSireuil eut l’idée d’appliquer la récupération de la chaleur à la fusion de l’acier, non plus dans des creusets, mais dans un four à réverbère, réalisant ainsi la fusion de l’acier sur sole.

La simultanéité des découvertes de Bessemer et de Siemens a ainsi produit, au xix° siècle, dans la métallurgie du fer et de l’acier, une révolution aussi considérable que celle produite à la fin du siècle dernier par l’emploi du combustible minéral, l’invention du four à puddler, le laminage.

DlSrOSlïION GÉNÉRALE ET AVANTAGES DU PROCÉDÉ SIEMENS-MARTIN. — En principe, le four Martin est un four à réverbère, chauffé au gaz. Les dessins ci-joints montrent la disposition générale du four et de ses annexes; nous reviendrons plus loin sur quelques détails de construction, mais nous devons tout de suite faire remarquer que le four Martin, dès sa réalisation pratique, a été considéré :

•1° Comme le complément naturel du Bessemer, ce dernier appareil ne permettant que dans des cas spéciaux le traitement des chutes de rails, des scraps, et seulement en très faible uantité. Que seraient devenus sans l’appareil iemens-Martin les chutes de rails provenant du laminage des lingots Bessemer, les lingots de fin de coulée, les scraps divers, et d’autre part les rognures de tôles d’acier et en général des aciers doux, cornières, belettes, etc., fabriqués par quelques usines, il y a une dizaine d’années

à peine, par le procédé Bessemer, à l’aide des alliages riches en manganèse?

Tous ces résidus de fabrication, accumulés dans les usines ne possédant que des ateliers Bessemer, se vendent depuis quelque temps à prix d’or, étant, en effet, fort recherchés pour l'alimentation des ateliers procédant à la fusion de l’acier ou môme du fer fondu sur sole.

Ainsi donc, premier avantage du four Siemens- Martin : complément rationnel et indispensable de l’appareil Bessemer.

2° Nous verrons dans ce qui suit son utilité incontestable, et on doit dire incontestée par tout praticien sérieux, pour l’obtention de métaux de qualité spéciale, régulière et en particulier des métaux demi-doux, doux et extradoux, destinés sans aucun doute dans un laps de temps très court à remplacer en presque totalité les fers soudés (à nerf ou à grain, de diverses duretés) et môme les meilleurs fers au bois justement réputés jusqu’à ce jour : il suffit, pour se convaincre du brillant avenir réservé au four Siemens-Martin, de se reporter aux intéressants essais publiés à l’occasion de l’Exposition de 1878 par le Jernkontoret (Comptoir des forges de Suède), les usines de Terrenoire, de Reschitza, etc.

3" Le traitement des vieux rails en fer phosphoreux (ces fers étaient recherchés pour la facilité de leur laminage) et en général de toutes les matières phosphoreuses a été résolu au four Martin par la compagnie de Terrenoire dès 1874, grâce à l’emploi des alliages riches en manganèse.

4U La fabrication des aciers coulés sans soufflures ( solhl Steel) par réaction chimique est devenue courante dans ces dernières usines par l’emploi du four Siemens-Martin , qui, dans ce cas spécial, plus encore que dans les précédents, est devenu le véritable creuset du métallurgiste.

5° Des essais de déphosphoration des fontes ont eu lieu pendant ces dernières années au four Martin et au fuurPernot, perfectionnement mécanique et non chimique du Siemens-Martin classique.

Dans les usines de Saint-Chamond, M. Rollet, à l’heure actuelle, fait des essais de désulfuration des fontes au four Pernot.

0° Enfin, au point de vue de la puissance de production (à un moment donné) et bien que Raffinage Bessemer soit plus rapide, ce n’est qu’à l’aide du four Siemens que l’on a pu réaliser la fabrication des pièces monstres, demandées par l’artillerie et la marine, française, anglaise, allemande et plus particulièrement italienne.

On trouve bien, en effet, quelques usines, largement installées, qui possèdent des convertisseurs Bessemer de 10 à 12 tonnes; on peut réunir le produit de deux, trois, de ces convertisseurs pour une seule pièce, recevant directement ou par une petite poche intermédiaire le métal des divers convertisseurs. Mais alors que devient la garantie d’homogénéité?

D’autre part, dans les aciéries Martin que trouvons-nous? En général, des fours de 6, 7, 8 tonnes pour le travail journalier et disposés de manière à être coulés tous à la fois dans une même grande poche, laquelle déverse ensuite le métal, homogène cette fois, dans le moule ou la lingotière ; dans le même atelier et pour les pièces de grande dimension, des fours Martin ou Pernot de 20 et 25 tonnes peuvent au besoin s’annexer aux appareils servant au travail courant. Avec une installation bien étudiée, le nombre et les dimensions des fours Siemens- Martin n’ont, pour ainsi dire point de limites : le poids mort (si on peut appeler de ce nom les maçonneries) des appareils et les dépenses d’installation ne croissent pas en comparaison de ce que demanderaient des convertisseurs plus puissants (y compris les machines soufflantes) que

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n chambres à gaz- — A, chambres à air : dans ces chambres l'air et le gaz s échauffent avant la combustion ’ dans le four •’— I, coupe par le grand axe du four; — E, vue extérieure du four; — S, sole sur laquello s’ooère la fusion • — a, a, a, entrées de l'air chaud dans lo tour ; — g, g, g, entrées des gaz chauds dans le four- - Va-Vg Valves d'inversion d’air et de gaz manœuvréos par des contrepoids et leviers p; — H, porte de chargement des matières; — C, chenal de coulée; — P, plaque tournante sur galets, supportant les lingotièrcs et8manœuvrés \ l'aide d'un pignon à manivelle M; - N, conduite venant des gazogènes; - K, conduite

allant à la cheminée.

ceux actuellement en usage et qui ne donneraient peut-être pas de bien bons résultats.

Gazogène. — l.e gaz nécessaire au chauffage d’un tour Martin est produit dans des gazogènes à grilles plus ou moins inclinées. Ces appareils ont été modifiés par un grand nombre d’inventeurs suivant les qualités des combustibles que chaque région peut avoir à sa disposition : combustible végétal, tourbes, houille à gaz en gros fragments, houilles menues, agglomérés, etc. Nous ne donnerons pas ici la description de tonies ces modifications et nous renverrons aux mémoires spéciaux ; mais ce qui est important à signaler, c’est que l’on doit chercher, autant que faire se peut, à réaliser la distillation théorique en vase clos, c’est-à-dire avoir le moins d'entrée d’air possible par les grilles et obtenir un gaz fourni et réducteur donnant par sa combustion ultérieure une forte température : l’oxydation, en effet, est désastreuse dans la plupart des cas pour l’opération au tour Martin, qui doit rester autant que possible un simple appareil de lusion (affinage par réaction) et ne devenir appareil affinant par réaction que dans les cas spéciaux que nous étudierons plus loin ; et alors même il faut l'employer comme appareil oxydant par réaction, comme cela a lieu dans l’ore process (affinage de la fonte par les minerais oxydés).

Constiiuction du four Siemens-Martin. — Le four Martin théorique se compose de quatre chambres garnies de briques réfractaires posées en chicane comme cela a lieu pour tous les appareils basés sur le principe de la régénération de la chaleur; les deux chambres G reçoivent alternativement les gaz provenant du gazogène, de même que les deux chambres A reçoivent l’air, également alternativement, par simple tirage naturel. L’air et le gaz, arrivant par exemple par les doux chambres de droite, traversent le laboratoire proprement dit du four Martin, se rendent à la cheminée par les deux chambres de gauche, qui se trouvent ainsi portées à une haute température par les flammes perdues. Au bout d’une heure, en général, on renverse les courants de gaz et d’air à l’aide de valves de renversement à clapets ordinaires, ou dans quelques usines à clapets hydrauliques; le gaz et l’air arrivent alors par les deux chambres de gauche, se mélangent, chauds , à leur arrivée dans le four, s’enflamment, traversent le laboratoire du four, s'échappent par les deux chambres de droite, eu réchauffant ces dernières, refroidies à l’inversion précédente par les courants de gaz et d’air froids, eic. On arrive ainsi à obtenir dans le four une température estimée par Faraday à SSaO” C, mais qui, comme le lait remarquer M. Jordan (Conférence faite à la Sorbonne le 9 avril 1881), ne peut dépasser 180u°, car alors les gaz seraient dissociés, quoique la température elle-même de la flamme soit plus forte.

Les entrées d’air et de gaz se font dans le laboratoire même du four par des carneaux au nombre de deux seulement lorsqu’ils sont transversaux au grand axe du lour, par trois, cinq, sept carneaux quand ils sont longitudinaux : dans ce dernier cas, les carneaux de gaz et d’air sont alternés comme le montrent les figures, tandis que dans le premier l'air doit arriver toujours au-dessus du gaz et perpendiculairement à ce dernier, afin d'obtenir une meilleure combustion, qui, dans tous Jes cas, ne doit avoir lieu que dans le four lui-môme, sous peine de brûler les voûtes et carneaux du four au lieu de fondre le métal : c’est au fondeur qu’il appartient de régler les proportions relatives d’air et de gaz suivant la nature des charbons, leur pouvoir calorifique, en un mot, la marche du four. A ce point de vue spécial, il y a lieu de remar-

SlIPPL.

quer la disposition inclinée des carneaux vers le bain, le gaz ayant toujours tendance à remonter vers la voûte du four : on évite ainsi la mise hors feu trop prompte des appareils; l’idéal dans ce genre paraît être la disposition du tour Pernot, dans lequel la voûte est en forme de dôme, laissant passage à des carneaux arrivant verticalement ou à peu près, et formant ainsi sur le bain de véritables jets de chalumeau.

Le four Martin proprement dit, laboratoire où s’opère la fusion, se compose essentiellement de plaques de sole en fonte, ou d’une espèce de cuvette (four Pernot), sur lesquelles on dame, sur une épaisseur de ‘20 à 30 centimètres, de la terre réfractaire, sables siliceux plus ou moins argileux, variables suivant les contrées et dont les plus réfractaires paraissent être ceux employés actuellement en Angleterre et. en Russie : ceci, bien entendu, dans le cas de la marche que l’on peut appeler Martin acide comparativement au Ressemer acide. La sole une fois faite (dans certains cas, ce garnissage est fait pendant le chauffage seulement), on construit les pieds-droits, le bouchage, etc., et enfin la voûte même du four en briques siliceuses primitivement labriquées à llinas, en Angleterre, mais aujourd’hui en France (Muller à Jvry, diverses usines du bassin do la Loire; en Allemagne, dans les provinces rhénanes. (La totalité du four, chambres, carneaux, laboratoire, voûte, est armée de plaques de fonte et de tirants en fer pour maintenir les maçonneries.

Fusion. — Supposons maintenant que le four ait été préalablement ch .u fié à une température convenable (les chambres, en général, au rouge cerise très clair, le laboratoire au blanc éblouissant), et prenons quelques exemples de fusion pouvant servir de types d’opérations, tant pour le four Martin que pour le four Pernot (sauf quelques modifications d’allures inhérentes à ce dernier). Nous devons dire tout d’abord qu’étant donné un four d’une capacité de N tonnes, on devra toujours l’employer pour une fusion de N tonnes de métal aussi exactement que possible (par exemple, entre N — 1 et N + 1 tonnes): on tombe en effet dans des difficultés inouïes lorsque l’on emploie un appareil en dehors des limites pour lesquelles il est construit.

Si, par exemple, pour essayer un métal particulier, on ne veut opérer que sur une petite masse d’acier (2 à 3 tonnes dans un four construit pour 6 à 7 tonnes), on arrivera à ce résultat peu pratique de fondre les parois du four sans échautler le bain, trop minime; si, au contraire, on charge un four outre mesure, on arrive à ne pouvoir échauffer ni le four ni le métal, par suite du rétrécissement du passage de la flamme; il faut, à tout prix, éviter de tomber dans de telles erreurs.

Opération type pour iuii.s. — Il est difficile d’indiquer exactement par un dosage (qui serait peut-être trop théorique) les nombreuses 'oriantes auxquelles sont soumises, non-seulement dans différentes jisines, mais aussi dans une même aciérie, les opérations Martin pour métal demidur destiné à la fabrication des rails.

Cos dosages, en effet, dépendent des approvisionnements des usines, en ce qui concerne les fonies. les riblons de fer ou d’acier, les chutes de rails, les boccages ou scraps provenant de la fabrication même ou de la fabrication Ressemer.

En général, on peut dire que le bain initial devra se composer de fontes aussi blanches, aussi peu carburées et siliciées que possible (voir fabrication des aciers sans souillures, où l’emploi de fontes manganésées est indispensable), car alors l’affinage par réaction demandera , une moins grande quantité de riblons, affinant

par réaction, qui sont dans la plupart des cas d’un prix plus élevé quo les fontes. On peut admettre en principe que les fontes qui conviennent le mieux pour l’opération Martin sont des fontes blanches ou truitées, mais obtenues, au hautfourneau, en allure chaude autant quo possible, contenant environ 3 de carbone, un

Eeu de silicium et de manganèse; elles seront, ien entendu, pour la tabrication Martin acide, aussi exemptes que possible de soufre et de phosphore, à moins que l’on n'ait recours, comme nous le verrons plus loin (aciers phosphoreux), à quelquo artilice contrebalançant l’influence des impuretés.

Des fontes de cette nature peuvent, pour une fabrication courante de rails, entrer dans le lit de fusion Martin dans une proportion de 1/4, quelquefois 1/3 du poids total de la charge, soit par exemple 1 800 à lOUO kilogr. pour une charge normale variant de G, 7 à 8 tonnes.

Les sci aps et boccages divers provenant de la fabrication même peuvent être annexés à la fonte initiale et chargés comme cette dernière à froid, dans la proportion d’un tiers au moins de la charge totale.

Cette première charge d’environ 3000 kilogr. une fois f ndue, on ajoute, pour affiner le bain, soit des ciblons d’acier dur, soit du fer doux, soit le mélange des deux, dans une proportion dépendant évidemment :

1° De la température du four ;

2° De son allure plus ou moins oxydante (affinante) ;

3° De la nature des fontes initiales, ainsi que de celle des riblons de 1er ou d’acier ajoutés, principalement en ce qui concerne les teneurs en carbone, manganèse, silicium.

On peut dire qu’en général la quantité de riblons laminés ou martelés forme le dernier tiers de la charge ; il est à observer toutefois que si les scraps à consommer sont en quantité considérable, il laudra autant que possible diminuer les additions finales, et si les riblons laminés ou forgés sont, au contraire, en proportion plus grande comme approvisionnements, il faudra augmenter la proportion de ces derniers et diminuer celle des scraps. L’ot e prod-ss est une variante que l’on peut employer pour augmenter, si le besoin s’en fait sentir, la proportion de fonte en l’affinant par du minerai. [Nous le répétons, il n’y a point de règles absolues, mais des règles relatives dépendant des conditions d’existence de chaque aciérie, conditions variables dans chaque région.

Considérons maintenant une opération contenant :

2000 kilogrammes de fonte;

2000 kilogrammes de scraps;

2000 kilogrammes de rognures de riblons de fer ou d’acirr.

On fait à ce moment une prise d’essai consistant, suivant les ateliers, en un petit lingot cylindrique ou parallélipipédique que l’on forge sous un marteau-pilon ; on le casse aprè§ refroidissement libre à l’air (c’est-ii-dire trempe à l’air) ou bien, après trempe à l’eau froide ; on examine l’angle de pliage, l’aspect de la cassure, etc., et on arrive vite avec quelque pratique du métier à apprécier le degré de dureté du métal, voire même sa teneur approximative en carbone à l’aspect du grain, et sa teneur en manganèse a la manière dont se martèlent les éprouvettes : si la teneur en carbone est jugée égale à 0,400 ou 0,500 “/„, on devra de nouveau prolonger raffinage par réaction en ajoutant dans le bain des riblons d’autant plus ferreux (moins carburés) que la prise d’essai aura indiqué un métal plus dur. Une charge nouvelle de 200 à 300 kilogrammes

de matières affinantes exerce souvent (jointe à l’aflinage par oxydation, si difficile à éviter au four Martin et encore plus au four Pernot) un adoucissement tel, qu’une nouvelle prise d’essai correspond seulement à0,200°/„ de carbone, c’està-dire à un métal qui, non trempé à l’eau Iroide, peut supporter le pliage à froid presque sans se rompre ; on arrive ainsi, par tâtonnements successifs et par un examen rationnel (et logiquement raisonné suivant les matières premières employées) du bain métallique, à obtenir dans le four une masse de métal fondu contenant 0,150 à 0,200% de carbone, c’est-à-dire analogue à celui oblenu dans le convertisseur après soufflage normal (disparition des raies vertes, ou mieux, des raies rouges au spectroscope), lequel métal doit être désoxydé et durci par des additions convenablement calculées de spiege! et de ferromanganèse, suivant l’emploi auquel il est destiné.

Ici encore, dans le procédé Martin comme dans le procédé Bessemer, on peut se guider sur la nature de la scorie qui surnage le bain métallique : une scorie de nuance claire indique un affinage insuffisant ; une scorie brûlée, à cassure non pas d’un aspect noir vitreux, mais métallique et terne, indique une oxydation trop grande, etc. ; nous y reviendrons à propos de la fabrication des aciers sans soufflures, dans laquelle l’examen des scories joue un très grand rôle.

Si l’on traite des matières de pureté moyenne, c’est-à-dire contenant 0,080, 0,1 00 à 0,120, au maximum, de phosphore, on arrive facilement à une éprouvette martelée pliant à froid à 30° environ et correspondant à une teneur en carbone de 0,200 %, avec une scorie vitreuse peu ou point oxydée ; le métal en coulant donne lieu à des étincelles, ni trop lourdes et violacées (ce qui serait le cas d’un métal non suffisamment affiné) ni trop nombreuses et légères, d’une teinte jaune passant môme au blanc éblouissant dans le cas d’un métal très doux et très chaud, et correspondant à un affinage exagéré, quelquefois nécessaire, avec scorie foncée, c’est-à-dire à un fer oxydé contenant à peine 0,100 à 0,180 °/„ de carbone : dans ce dernier cas, le métal est tellement bulleux qu’il ne peut être coulé facilement, ni dans un moule en sable ni en lingotière; la quantité de gaz qu’il renferme donne lieu, en effet, à des boursoufllements et à des retassements qui, finalement, correspondent à un métal non laminable : il est nécessaire de le désoxyder à l’aide d’un alliage de manganèse (spiegel ou ferromanganèse).

Si l’on veut obtenir un métal dur pour rails, on devra, dans le cas de matières moyennement pures, faire une addition de spiegel à 12 ou 18 %, s’élevant à 6,8, 10 % environ du poids total du bain de fonte, scraps et riblons entrés dans le four, ce qui fournit un produit final a 0,i>00 ou 0,600 °/o au plus de carbone, 0,600 à 0,700 °/0 de manganèse, un peu de silicium, des traces de soufre, environ 0,100 de phosphore, métal parfaitement malléable, résistant bien aux conditions exigées pour rails, aiguilles, croisements de voie, èclisscs, selles de traverses, etc., et, en outre, résistant bien à l’usure par frottement. Nous ne pensons pas en effet qu’il faille arriver à produire un métal très doux pour rails, quoique certains auteurs aient soutenu cette théorie; nous devons faire remarquer qu’il y a lieu déconsidérer la douceur résultant d’une faible quantité de carbone et la dureté résultant d’une forte proportion de manganèse. .

Dans les climats tempérés, le métal relativement dur (par le carbone seul) sera toujours préférable, et ce n’est que dans les climats rigoureux par leur situation géographique (Suède, Norvège, Russie, etc.) ou orographique (traversées des

fer (métallurgie du). — 755 — fer (métallurgie du).

Alpes françaises, suisses ou autrichiennes), que l’on devra adopter pour les rails des aciers doux, résistant mieux aux gelées et ne donnant pas lieu a des ruptures brusques et imprévues.

Dans les conditions de fabrication que nous avons indiquées ci-dessus, et qui sont les mêmes pour le métal Bcssemer, on arrive à obtenir un acier parfaitement lltiide, coulant bien et ne donnant pas lieu à des scraps en quantité considérable; les lingots obtenus sont peu soufflés et rentrent ainsi dans ceux exigés par les compagnies de chemins do fer.

Avec des lingots plus durs, qui seraient en même temps plus sains, mais aussi plus difficiles à laminer, ou pour mieux dire à réchaufler, on rencontre dans les usines où le mode de chauffage est mal approprié à ce genre de lingots, des difficultés sans nombre, et l’on obtient souvent d’abondants rebuts de laminage.

• Ce sont là des considérations pratiques sur lesquelles nous ne pouvons nous étendre ici; mais nous croyons devoir appeler l'attention des producteurs de rails sur res différents points ; il est bien évident que plus un lingot sera sain, meilleur sera le rail en provenant, et c’est aux maîtres de forge à disposer leurs appareils de chauffage de manière à éviter les tapures de lingots.

2“ CoULF.E TYPE POUR METAUX DEMI-DURS OU DEMI-

DOUX. — L’opération est conduite de la même façon que pour rails; les fontes initiales employées peuvent être identiques, ou mieux, un peu supérieures, c’est-à-dire obtenues avec des minerais exempts, dans les limites du possible, de soufre et de phosphore et contenant une petite proportion de manganèse; les scraps, bien choisis, devront provenir autant que possible de fabrications analogues, et de môme que dans les coulées pour rails on repasse les chutes de laminage de lingots Bessemcr ou Martin, de même, dans les coulées pour essieux, on pourra retondre les déchets do cette fabrication, pour pièces de machines, les déchets de martelage de ces mêmes pièces, etc. On devra autant que possibie pousser l’affinage jusqu’à une éprouvette contenant 0,150 "/o de carbone, des traces de manganèse, et supportant, non trempée, le pliage à fond complètement, et couler avec des spiegels plus ou moins riches, suivant les quantités respectives de carbone et de manganèse que l’on désire conserver dans le métal. Nous étudierons plus loin, aux articles Classement et Emploi ries aciers, les nuances variées de métal que l’on peut obtenir au four Martin.

3° Fabrication des métaux doux, extradoux et ters fondus. — On devra, pour une fabrication de ce genre, choisir, vu le peu de fluidité du métal final, des fours ayant une haute température, des charbons de qualité tout à lait supérieure, afin d'avoir un gaz réducteur aussi peu oxydant que possible; et, en outre des matières de premier choix pour la construction des soles, des carneaux, des voûtes de four, les premières pouvant être détruites par l’action de l’oxyde de fer sur la silice, les autres pouvant recevoir des coups de feu très énergiques, par suiLe de la haute température absolument nécessaire à la réussite des opérations pour métaux doux. L’emploi de matières basiques pour la sole (pisé de chaux et de magnésie employé dans quelques usines) et de briques de magnésie pour la voûte suivant quelques brevets non encore passés à l’état pratique, sera sans aucun doute un grand perfectionnement apporté à la fabrication du métal doux, aussi bien que du métal déphosphoré, pour lequel ont été entrepris quelques essais tant en Franco qu’à l’étranger.

En ce qui concerne les matières premières

proprement dites, elles seront de qualité supérieure : les tontes formant le bain initial devront être obtenues avec des minerais extra, contenir un minimum de carbone, 3 % environ, et une' certaine quantité de manganèse destinée à prévenir une oxydation trop rapide; les scraps de qualité inférieure, moyenne ou irrégulière devront, à tout prix, être exclus (tout ceci se rapporte, bien entendu, aux opérations sur sole acide) et remplacés par des matières de choix, tels que blooms de fer puddlé ou encore mieux de fers bruts laminés ou martelés, débarrassés de leur scorie, ainsi que cela se pratique en Suède, en Autriche et dans quelqus usffles françaises pour des fabrications spéciales; les chutes de rails pourront être employées, mais avec discernement, et seront de préférence remplacées par des rognures de tôle, cornières, etc., provenant d’une fabrication identique ou tout au moins analogue à celle que l’on a en vue.

Lorsque le bain métallique sera arrivé à une douceur an moins égale à celle obtenue pour les rails, on devra dès ce moment procéder à des prises d’essai rapprochées et très soignées; les éprouvettes, consistant en petits disques de 0 à 8 centimètres de diamètre et 3 à 4 centimètres d’épaisseur, seront martelées sous un pilon à 5 ou 6 millimètres d’épaisseur, trempées immédiatement dans l’eau froide et devront pouvoir être pliées et repliées en quatre sans aucune déchirure dans le double pli. Une éprouvette subissant cette épreuve de non trempe correspond à une teneur variant de 0,100 à 0,120, ou 0,150 “/ode carbone au maximum; le bain métallique d’où elle provient ne bouillonne absolument plus, demande une très haute température pour être maintenu liquide, correspond généralement à un métal rouverin non-seulement difficile à marteler et à laminer, mais qu’il esta peu près impossible de couler dans des lingotières : la grande quantité de gaz qu’il contient et qu’il absorbe au moment même de la coulée donne lieu à des rochages, retassements et boursoufflements analogues à ceux qui s’observent dans la coulée de l’argent. Ce métal, qui est en fer fondu, mais oxydé, n’offre que ce seul avantage, d’être parfaitement défini ; il ne contient que des traces des cinq éléments, manganèse, carbone, silicium, soulre et phosphore, si les matières premières employées à la fabrication sont telles que nous l’avons indiqué, c’est-à-dire pures

On doit, du reste, taire observer qu’avec des matières impures, contenant soit du soufre, soit du phosphore, ou tous les deux ensemble, et quelle que soit la prolongation de l’aflinage par additions ferreuses, il est à peu près impossible d’obtenir une éprouvette trempée supportant le double pliage.

Le bain de douceur extrême obtenu, on ajoute une proportion de ferromanganèse variable suivant les propriétés résistantes demandées au métal et en même temps suffisante pour rendre le coulage, le martelage ou le laminage possibles. Ces quantités dépendront évidemment de la marche même du four et c’est à chaque chef de fabrication de déterminer pratiquement les quantités à introduire dans le bain pour qu’il reste dans le produit final une quantité de carbone, manganèse, etc,, déterminée. Dans certaines usines même, lorsque l’on emploie des matières tout à fait supérieures (en Suède et en Autriche, par exemple), on arrive à produire du mêlai doux pour tôles, aussi bien au Bessemer qu’au Martin, sans aucune addition finale.

4“ Aciers phosphoreux. — Lorsque, au lieu de matières pures comme dans les cas précédents, on ne dispose à l’usine que de matières de qualité secondaire ou même très iniérieure, telles

FER (MÉTALLURGIE DU). — 756

que vieux rails de fer, contenant 0,200, 0,300 jusqu’à 0.000 et 0,700 % de phosphore, il devient en quelque sorte impossible d’appliquer le traitement au four Martin acide : en effet., le phosphore restant dans le bain métallique donne un métal fragile si la coulée est terminée, comme dans le cas du métal pour rails, avec une certaine pioportion de spiegel , qui introduit en môme temps que le manganèse, élément désoxydant dont on ne peut se passer, le carbone élément durcissant donnant de la fragilité lorsqu’il accompagne le phosphore.

A la suite de longues recherches, les usines de Terrenoire sont arrivées dès 1874 à tourner cette difficulté en observant que le métal phosphoreux était d’autant plus fragile qu’il se rapprochait davantage des aciers proprement dits, c’est-à-dire qu’il était plus carburé, et on put formuler cette loi fondamentale pour l’emploi de vieilles matières phosphoreuses dans la fabrication sur sole acide :

On peut introduire du phosphore dans l’acier fondu, à la condition d’éliminer le carbone; et, moins l’acier contiendra de carbone, plus il pourra contenir de phosphore.

Le but à atteindre était donc, dans une fabrication de ce genre, d’ajouter au bain métallique Martin acide, comme du reste dans le cas du Bessemer acide, la quantité de m «nganèse nécessaire pour désoxyder complètement le bain, rendre en un mot le métal laminable, en introduisant le moins possible de carbone. La compagnie de Terrenoire a résolu ce problème par l’emploi d’alliages riches en manganèse et à montré qu’il est possible d’obtenir des aciers à 0,300 °/„ ou môme 0,400 °/„ de phosphore, supportant les épreuves par flexion et choc exigées par les compagnies de chemins de for, soit pour les rails à patin, soit pour les rails à double champignon : des essais faits par les compagnies du Nord, de l’Ouest, de Paris-Lyon- Méditerranée ont montré que ces rails se comportaient bien à l’emploi.

Les métaux phosphoreux, qui ne sont plus à proprement parler des aciers, présentent des propriétés remarquables sur lesquelles nous reviendrons par la suite. Quoi qu’il en soit, un métal contenant 0,200 à 0,300 de phosphore, une quantité égale de carbone et environ 0,700 à 0,800 de manganèse se coule très bien, donne des lingots très sains, peut se laminer dans de bonnes conditions en rails, si on lui applique un mode de chauffage bien approprié, et réalise un moyen de contrebalancer la mauvaise influence du phosphore; ce n’est pas, il est vrai, une solution complète, mais le procédé n’en mérite pas moins une mention.

Le travail au four Martin acide, dans le cas spécial de l’emploi de matières phosphoreuses, ne diffère pas en principe du travail ordinaire pour rails : fusion de la fonte initiale mélangée de scraps de la fabrication, additions de vieux rails en fer phosphoreux , de chutes de rails d’acier, etc., faites à chaud. A la fin de l’opération on a, comme nous l’avons dit plus haut, quelque peine à obtenir des éprouvettes supportant le pliage, mais l’examen du grain et en môme temps du bain de métal indique suffisamment le degré de douceur auquel on est arrivé. On coule avec un alliage d’autant plus riche que l’on a un bain plus phosphoreux, de manière à introduire le moins possible de carbone, suivant le principe indiqué plus haut.

b" Ose i-bocess. — La rareté des riblons de fer ou d’acier a obligé dans quelques districts, en Angleterre et en Bussie, par exemple, les industriels à consommer dans l’opération Siemens-

FER (MÉTALLURGIE DU)

Martin le plus de fonte possible : pour arriver à ce but il a été nécessaire d’obtenir un affinage rapide et énergique par réaction et l'application du principe de Réaumur (affinage de la fonte par des minerais oxydés) s’est ainsi trouvé réalisée. Quoique le procédé au minerai (orr process) n’ait pas produit une grande révolution dans la métallurgie moderne, nous devons le signaler ici, car un certain nombre d’u-ines anglaises et écossaises l’ont appliqué avec quelque succès. L’opération se fait dans un four à garniture acide dont la sole a souvent une épaisseur très considérable : la fonte une fois liquéfiée, on ajoute du minerai oxydé, par petites portions; il se produit un fort bouillonnement, la scorie déborde souvent et la sole acide se trouve dans la plupart des cas fort endommagée après chaque coulée, par suite de la réaction produite entre l’oxyde de fer et la silice. On coule avec du spiegel et l’on fabrique en général du métal pour rails, car l’irrégularité de l’affinage ne permet pas d’obtenir des métaux spéciaux pour tôles, essieux, bandages, etc.

6° Fabrication des aciers coulés sans soufflures ( solid Steel). — On sait que les lingots d’acier, coulés à température moyenne, sont d’autant plus souffleux que le métal est moins carburé, et que d’autre part l’acier est d'autant moins soufflé qu’il est coulé plus chaud, à tel point qu’au Bessemer par exemple, en traitant des fontes siliceuses, finissant les opérations chaudes, on peut obtenir des lingots absolument exempts de soufflures, mais qui présentent cet inconvénient capital (s'ils sont en môme temps de qualité dure) d’être très difficiles à réchauffer sans donner lieu à des tapures conduisant à des rebuts au laminage.

Depuis longtemps on fabrique, en Allemagne et en Angleterre, des moulages dits d’acier, mais qui dans la plupart des cas sont d’un métal plus voisin de la fonte que de l’acier, et auquel on donne généralement le nom de fonte durcie, fonte trempée, métaux mixtes, etc.

Pour leur donner une plus grande douceur, on leur fait subir des recuits au contact de minerai de fer, et on obtient ainsi un produit connu sous le nom de fonte malléable. L’obtention directe de moulages d’acier suffisamment doux, c’est-à-dire à moins de 1 % de carbone, est un point qui a appelé depuis longtemps l’attention des métallurgistes; on les obtenait d’abord au creuset avec des métaux de provenance déterminée, toujours la môme, mais sans bien se rendre compte, le plus souvent, pourquoi tels lingots au moulages étaient sains, tandis que d’autres étaient remplis de cavités.

Depuis que la découverte de Bessemer a permis d’obtenir de grandes masses d’acier, bien des usines ont fait elles-mêmes leur gros outillage de forge (pignons, trèfles, agrafes, manchons, empoises de trains de laminoir), en acier Bessemer, sans s’inquiéter dans la plupart des cas si le métal était ou non soufflé : le principal était, pour le consommateur-vendeur en môme temps, d’avoir un métal moins fragile que la fonte, résistant mieux aux .chocs, s’usant peut-être plus, il est vrai, mais ne donnant pas lieu à des ruptures désorganisant brusquement tout un atelier de laminage. Lorsque les constructeurs, au contraire, ne possédant pas eux-mêmes des appareils de fusion, demandèrent à 1 industrie métallurgique des moulages d’acier, il a été nécessaire que le producteur de métal fondu fût à même de livrer au consommateur des moulages sans soufflures, sous peine de rebuts de la nart de ce dernier. D’autre part, l’extension donnée a l’artillerie d'acier depuis un certain nombre d’années a nécessité , pour les canons par

exemple, l'emploi d’aciers exempts de soufflures (car on n’emploie que le fond du lingot), môme lorsque le métal doit être martelé; quelques essais ont été faits pour l'obtention de pièces d’artillerie en acier non forgé ; la fabrication des projectiles a exigé également un métal sain.

C’est alors, et depuis l’Exposition de 1807 surtout, que la lutte s’est établie pour l’obtention des moulages, entre l’acier fondu au creuset et l’acier fondu sur sole, permettant d’obtenir de grandes masses bien homogènes et de nuances variées comme dureté.

Deux séries de procédés, les uns physiques et mécaniques, l’autre chimique, ont été inventées pour obtenir le métal particulier, compact, homogène, sans aucune cavité, auquel les Anglais, traduisant synthétiquement le mot acier coulé sans soufflures , ont donné le nom bien significatif de solid Steel.

Les premiers procédés sont basés sur la compression de l'acier pendant qu’il est encore à l’état fluide: ce sont les procédés de YVhitworth, Neuberg, Bouniard, etc.; le second, fondé essentiellement sur les réactions chimiques, est né des recherches faites à l’usine de Terrenoire. Les premiers permettent d’obtenir des lingots sans soufflures, mais de forme simple; le procédé de Terrenoire, au contraire, permet d’obtenir non seulement des lingots, mais des moulages compliqués : cette usine fabrique couramment des moulaçies très variés en acier dur, doux et même extradoux.

Il faut toutefois citer à cet égard les usines de Bochum (Westphalie),qui depuis longtemps fabriquent des moulages d’acier dur pour cloches, roues, croisements de voie, etc., sans employer la compression; puis la Compagnie des chemins de fer autrichiens, qui exposait déjà des moulages en acier doux malléable, engrenages, roues avec axes tordus à froid (?); enfin différentes usines qui fabriquent des roues, en Angleterre et en Amérique et particu'ièrement le fer Salisbury, dont on a tant parlé à l’Exposition de 1878. Mais, il faut bien le reconnaître, la plupart de ces moulages étaient obtenus par une longue pratique, avec des matières initiales toujours les mômes, et le procédé chimique pour l’obtention des aciers coulés sans soufflures n’est devenu absolument rationnel et scientifique, aussi bien pour les aciers doux que pour les aciers durs, qu’à la suite des recherches de Terrenoire, qui ont mis en évidence le rôle que joue le silicium dans un bain d’acier fondu.

Les procédés par compression étant surtout du domaine de la mécanique, nous dirons simplement que les usines qui y ont recours fabriquent des lingots qui sont toujours destinés à être martelés ultérieurement, soit au pilon, soit à la presse, pour obtenir les pièces désirées : c’est ainsi que procèdent Whitworth en Angleterre et les usines de la Chaléassière près Saint-Etienne. M. Lan, dans un mémoire surl’Exposition de 1878 [Ann. des mines), considère que la compression appliquée à l’acier, suivie de martelage, recuit et trempe, est l’idéal à réaliser pour l’obtention de produits supérieurs. Le procédé n’a pas seulemmt pour but d’éviter les soufflures (il ne fait qu’en rapprocher les lèvres sans les souder), mais surtout de continuer à comprimer jusqu’audessous d’un point déterminé pour chaque type d’acier, afin d’empêcher la cristallisation et de donner un état moléculaire particulier au métal. Cet état moléculaire peut être obtenu, comme nous le verrons aux articles trempe et recuit, en parlant d’aciers coulés sans soufllures et non comprimés.

Le procédé de Terrenoire est fondé sur l’ob-

servation suivante : Un bain de métal contenant du carbone et du silicium (comme c’est le cas pour le Bessemer acide) perdra, par une action affinante quelconque, son silicium avant son carbone, ou, en d’autres termes, le silicium introduit dans un hain métallique (acier dur ou fer doux) prévient la formation de l’oxyde de carbone. Si donc on obtient au four Siemens-Martin, par exemple, un bain affiné laissant échapper des bulles d’oxyde de carbone, ces bulles devront cesser de se former si l’on vient à introduire dans le bain un alliage de silicium remplaçant le spiegel-eisen ou le ferromanganése : dès lors le bain fournira un métal exempt de gaz oxyde de carbone, et comme c’est ce dernier qui donne lieu aux soufflures, le métal coulé sera homogène, exempt de cavités et représentera bien le sotid steel des Anglais. Tel est en quelques mots le principe de la méthode de Terrenoire.

Voici maintenant quelques détails indispensables à la réussite du procédé :

1° Afin d’avoir le minimum d’oxydation possible, on devra dès la première charge prévenir l’oxydation du fer par une certaine proportion de manganèse, dont nous verrons plus loin un autre avantage. La fonto servant de base sera, dans le cas particulier, une fonte manganésée à 3, 4, 5 ou 6 n/0 environ de manganèse suivant la qualité de métal à obtenir. Si l’affinage doit être poussé loin, on devra employer une fonte plus riche pour prévenir l’oxydation du fer, car plus cette dernière sera .considérable, plus sera violente l’action du spiegel-eisen ou du ferromanganése, plus il se formera d’oxyde de carbone, plus aussi on aura de chance d’obtenir un métal soufflé; en un mot, plus il faudra ajouter de silicium à la fin de l’opération.

La fonte initiale servant à former un bain où seront plongées les charges suivantes, peut être additionnée, comme charge à froid, de riblons provenant de la même fabricalion (masselottes, jets de coulée, etc.), qui sont toujours plus ou moins manganésés. Le bain initial une fois arrivé à un état de fusion complète, on y ajoute par mises successives, et à chaud, des chutes de rails, des blooms de fer puddlé, des riblons de bonne qualité, etc., suivant que l’on cherche à obtenir un métal dur ou un métal doux.

Il est nécessaire de suivre ici avec une attention toute spéciale la marche de l’affinage :

Les prises d'essai ne devront pas consister seulement en éprouvettes de métal, prélevées à différents moments, mais aussi en échantillons de scories.

Si l’on opère sur une sole acide en terre réfractaire argilo-siliceuse, on observe pour les éprouvettes de scories les nuances suivantes :

Une scorie blanchâtre ou légèrement verdâtre, fluide et peu épaisse, indique que le métal contient encore une forte proportion de manganèse, que l’affinage est par conséquent peu avancé et insuffisant dans la plupart des cas, à moins que l’objet de la fabrication ne soit un acier extradur : cette scorie correspond à un métal qui, martelé en éprouvettes circulaires, non trempées, crique sur les bords et casse à 120 ou 90” au pliage à froid. Si alors on continue l’affinage par des additions de riblons de fer ou d’acier, on arrive à une éprouvette qui, non trempée, peut supporter un pliage à froid de 45 à 30" environ, correspondant à une scorie vert olive clair. Ajoutant de nouvelles matières affinantes, le ver- oiive devient plus foncé, le métal non trempé supporte le pliage presque à fond, le brin rrmmence à se calmer, le métal devenant puis pâteux, les bulles d’oxyde de carbone se dégagent plus lentement, plus lourdement pour ainsi dire, et ont de la

peine à crever la surface du bain, surtout si la sc mie est un peu épaisse.

En arrêtant l’opération à ce point, on peut admettre que le métal (ceci correspond a l'atlinage pour rails) du bain contient 0,200 à 0.300 % maximum de carbone ; on peut alors faire les additions requises pour l’obtention d’un métal dur ou demi-dur.

Si l’on cherche à obtenir des métaux coulés sans soufflures demi-doux ou doux, il est nécessaire de pousser l’opération plus loin, d’arriver à une éprouvette, trempée au rouge cerise à t’eau froide, cassant peu au pliage en deux, ou quelquefois même, dans le cas de métaux extradoux, à l’éprouvette trempée pliant en quatre, comme pour la fabrication du métal pour tôles, cornières, etc. La scorie alors se fonce de plus en plus, passe au vert bouteille, puis au noir vitreux ; c'est là le point extrême, car, grâce à la quantité de manganèse introduite dans le bain primitif, on peut arriver à un métal extradoux sans pour cela avoir une scorie brûlée, présentant la cassure mate des oxydes métalliques.

Si l’on arrive à cette dernière, la coulée doit être considérée comme manquée, mais elle peut être, dans quelques cas, corrigée par des additions convenables de spiegel-eisen ou de ferromanganèse C’est là un des grands avantages du four Martin de pouvoir à un moment donné faire des prises d’essai, étudier le métal et corriger les erreurs, avantages que n’offre pas le procédé Bessemer,à moins que l'on n’ait recours, comme dans le procédé de déphosphoration Thomas et Gilchrist, à des séries de prises d’essais, qui retardent l’opération, refroidissent le métal dans le convertisseur, et conduisent finalement, dans ce dernier cas, à un métal très oxydé.

Additions finales. — Ce que nous dirons ici complétera les remarques que nous avons faites relativement au manganèse nécessaire à la désoxydation dans le procédé Besscmer acide, et aux quantités de manganèse à ajouter au bain ordinaire d’acier Martin pour obtenir un métal dur, demi-doux ou doux. Les observations suivantes peuvent trouver leur application dans chacun des procédés; mais pour la synthèse des phénomènes, aussi bien que pour la clarté de l’exposition, nous avons cru devoir les résumer ici.

Les additions finales, en particulier dans la fabrication des aciers coulés sans soufflures pour projectiles, moulages, tubes de canons, frettes, pièces de machines, etc., sont de trois sortes:

1° Des fontes durcissantes, riches en carbone, blanches et manganésées, grises et un peu siliceuses, ou même dans quelques cas des spiegels pauvres contenant 4, 5, 6% de carbone combiné;

2° Des spiegels riches ou des ferromanganèses contenant 5 à 6 °/0 jusqu’à (5,000 de carbone et 30, 40, 60, 80 u/0 de manganèse;

3° Des fontes siliceu-es spéciales au procédé auquel on a donné le nom de ferrosilicium ou ferromanganèse-silicium.

Si l’on veut obtenir un métal dur, on devra .ajouter une quantité calculée d’avance de spiegel pauvre contenant 5 à 6 % de carbone, qui sera l’élément carburant. On peut admettre en pratique que tout le carbone introduit de cette manière dans le bain se retrouve presque en entier dans le métal final (le déchet couvrant la perte de •carbone qui peut avoir lieu pendant la fusion des fontes additionnelles), tandis que le manganèse introduit par un spiegel très pauvre a .3 ou 4 °/„ seulement de manganèse est presque «entièrement oxvdé pendant la fusion.

.Après tusion du premier spiegel on laisse bien chauffer le bain et l’on ajoute une fonte siliceuse du type n" 3 (voir matières premières) (par exemple, pour métal demi-doux) et contenant

0 % environ de silicium, puis avant de couler une certaine quantité de ferromanganèse suivant la proportion de ce dernier élément que l'on veut conserver dans le produit final.

Le manganèse a en outre pour but de faciliter la scorification de la silice; dans la pratique, il est nécessaire, pour obtenir une scorie fluide, se liquatant bien au-dessus du métal; que la quantité totale de manganèse introduit par lesspiegels ferrosilicium, ferromanganèse, soit deux fois au moins, ou mieux trois fois supérieure à la quantité totale de silicium.

Si l’on veut obtenir un métal très manganèse, jouissant des propriétés résistantes ducs à cet élément, et ayant en outre le grand avantage, pour les moulages minces, d’être très fluide, de donner de belles surfaces, on doit ajouter jusqu’à 1 n/0 et même 1,50 % ou 2% de manganèse total.

La quantité de manganèse qui se brûle varie avec l’allure du four, avec la richesse des alliages introduits, avec le degré de douceur du bain avant les additions, avec la nature plus ou moins épaisse des scories, etc.

Toutefois, comme dans le cas de la fabrication d’aciers coulés sans soufflures on opère sur un bain peu oxydé , la scorie étant tou jours vert olive foncé ou noir vitreux, on peut dire que si Ton veut conserver dans le métal une proportion de manganèse A (A étant compris entre 0,300 et 0,800 ”/ „), il faudra introduire 3 A .

dans le bain environ —, soit par exemple :

, . 0 , | de manganèse pour 1 0,300 % dans le métal a & '° | en conserver | final.

O.GOO

toujours en se rapprochant de la proportion 2 A pour les teneurs élevées. Ainsi, en introduisant 25 kilogrammes de Mn par 1000 kilogrammes de matières du bain, il n'en reste souvent que 1 ,25 à 1,50, à 1 ,80 °/„au plus dans le métal coulé.

Les chiffres que nous donnons ici n’ont rien d’absolu et, nous le répétons, iis dépendent beaucoup de la marche des fours, de Tordre dans lequel se font les additions, de la richesse des alliages employés, car les alliages riches, possédant pour une même quantité de manganèse introduite un poids moindre que celui des alliages pauvres, fondenten effet .plus rapidement; mais nousciionsces chiffres comme pouvant fournir des éléments utiles pour étudier la marche à suivre dans une fabrication délicate. Ceci s’applique aussi bien au procédé Bessemcr qu’au procédé Martin ordinaire pour la fabrication des rails, et en outre au four Pernot, en observant toutefois que pour ce dernier, vu la grande oxydation, les propoi lions de manganèse à introduire, pour en conserver une quantité donnée, devront toujours être un peu plus considérables.

En ce qui concerne plus spécialement le métal coulé sans soufflures, les observations faites poulie manganèse s’appliquent également aux quantités de silicium à introduire^, 3, » /„) suivant la richesse même des alliages employés, etc.

Coulée. — Les dispositions adoptées pour le coulage des lingots sont variables suivant les les usines, ainsi que la forme des lingot, ères, etc. Dans la disposition primitive, les lingotieres sont en une seule pièce, de 20 a 30 centimètres de côté suri mètre de hauteur environ et sont disposées sur un chariot se mouvant longitudinalement sur des rails, devant le trou de coulée,

c’est-à-dire parallèlement au grand axe du four; cette disposition présente l'inconvénient d exiger un très grand développement de 1 ateiiei en longueur : c’est pourquoi dans les installations plus récentes on a adopté généralement un pont tournant sur galets et crémaillères; cette dernière est rattachée par un pignon à un volant manoeuvré à la main ; chaque lingotière, à l’inverse de ce qui se passe dans les ateliers Bessemer, vient se placer successivement devant le trou de coulee. On a adopté, dans quelques autres usines, la même disposition qu’au Bessemer, c’est-a-dire une grue hydraulique centrale: ceci nous parait être le meilleur mode à adopter toutes les fois

que l’on est obligé, pour une raison ou pour une autre, de couler le métal d’abord en poche; les manœuvres par les appareils hydrauliques se font en effet d'une maniéré plus précise, et l’on n est pas à la disposition d’engrenages ou de pignons nombreux et d’un entretien toujours difficile.

Fonn Peiinot. — Le four Martin classique a subi de nombreuses variantes, que nous passerons sous silence pour dire quelques mots d’une modification importante au point de vue mécanique M. Pernot, de Saint-Chamond (Loire), voulant réaliser un puddlage mécanique, a eu l’idée, il y a quelques années, de donner un mouvement de rotation à la sole du four, autour d’un axe légè-

ennuyer

Fig 55. — Four Pernot.

G. A. Chambres à air et à gax (il y en a quaire comme pour le lour Martin, les deux autres sont en arrière dans la figure); — L, Laboratoire ou sole tournante sur galets, g, et porte sur un chariot pouvant être enlevé do dessous la voûte V pour les réparations; — P, poite de chargement et do travail; - H, chariot pour le iravail; — O, trou do coulée; — L, chenal do coulée ; — K, poche de coulée; — L', lingotières placées daus une fasse circulaire et recevant le métal do la poche K, laquelle est portée sur un levier, correspondant à une grue hydraulique centrale comme dans les ateliers Bessemer.

rement incliné sur la verticale. La même idée appliquée au four Siemens-Martin a permis do construire des fours de très grande dimension, qui dans leur ensemble ont quelque analogie avec les fours de coupellation pour argent : la sole circulaire et mobile peut être enlevée de dessous la voûte et être réparée facilement. Les usines de Saint-Chamond possèdent un grand nombre de lours de fusion de 0 à 8 tonnes et deux grands fours de '25 tonnes. Peu d’aciéries en dehors de Saint-Chamond ont adopté le four Pernot, qui, construit primitivement pour puddlage, n’a donné quelques résultats que comme four de fusion pour des fabrications courantes.

Les matières entrant dans la composition de la charge (fontes, chutes de rails, riblons de fer ou d’acier, etc.) sont chargées en une seule fois et à froid. Lorsque la fusion est complète, le bain doit correspondre au mêlai à obtenir; mais, malgré le soin que l’on peut apporter au calcul des dosages pour rails, tôles, etc., on arrive généralement à ce moment à avoir un métal fort irrégulier d’une coulée à la suivante, et l’on est obligé, ou de le durcir, ou de l’a-

doucir par de nouvelles additions de fontes, ou de riblons, de blooms de ferpuddlés, etc.

L’oxydation, en effet, est au four Pernot beaucoup plus considérable, et en outre plus irrégulière dans une même journée qu’au four Siemens-Martin ordinaire; les scories sont toujours fortement oxydées, jamais (ou très rarement) vitreuses, d’où résulte forcément une irrégularité dans le métal final. On peut surtout constater ces faits dans la fabrication au four Pernot dos aciers coulés sans soufflures, fabrication dans laquelle les conditions d’aflinage doivent être beaucoup mieux réglées que dans la fabrication de lingots destinés à être ultérieurement laminés ou lorgés; et nous devons dire, on terminant, que le four Pernot peut servir peutêtre, comme l’appareil Bessemer, à la fabrication courante des lingots pour rails, mais qu’il ne nous parait pas convenir très bien à l’obtention d’aciers de qualité spéciale, supérieure et régulière, comme elle est exigée, par exemple, pour tôles do construction, tôles de chaudières, cornières, etc. : en tout cas, le travail y est beaucoup plus difficile et plus délicat, le résultat plus aléatoire

Fhh (MÉ1ALLURGIE DU). — 760 - — FER (MÉTALLURGIE DU).

qu’au four Siemens-Martin classique, qui conservera toujours l’avantage de donner une oxydation m indre.

Four Ponsard. — A la suite des fours de fusion basés sur le système de Siemens, nous aurions à parlet des fours Ponsard, dans lesquels le gaz entre directement dans le laboratoire en venant du gazogène, tandis que l’air nécessaire a la combustion est chauffé, avant son entrée

dans le four, dans un récupérateur de forme spéciale, composé de briques creuses chauffées par les flammes perdues de l’appareil. Quelles qu'aient e le les espérances de l’inventeur d’employer ce système a la fusion de l’acier sur sole, l’expérience a démontré que la chaleur obtenue n’émit pas suffisante pour cette fusion, et les fours du système Ponsard ne sont guère employés aujourd hui que pour la refonte des spiegels ou ferro-

Fis. 56. — Four Ponsard.

C, chambre en briques creuses pour le chauffage de l’air nécessaire à la combustion : l’air circule à l’intérieur des briq ihs *-t à 1 extérieur, les flammes perdues (j ayant servi au chauffage du four. L'air suit les carneaux indiqués i ar les flèches a : il est seul chauffé avant l'introduction dans le fuur; le gaz au contraire arrive directement du gazogène G, suivant les flèches g - — p, portos de travail; — M, marmites à clapets pour le chargement du charbon dans le gazogène.

manganèses servant d’addition dans les opérations Bessemer.

L’appareil est du reste compliqué dans sa construction, il nécessite des briques spéciales, il ne paraît pas devoir donner une économie de combustible et il restera inférieur au four Siemens-.Martin, lorsqu’il s’agira d’obtenir les hautes températures exigées dans la fabrication de l’acier sur sole.