XI. Bons, près Remich, gris-bleuâtre, pâte homogène

La dolomie du comté de Durham appartient à la formati"n du zechstein (magnesian limeslone), qui en Angleterre est cssemiellement dolomitique; elle occupe la partie orientale du comté et recouvre la formation houillère, dont elle n’est séparée que par une bande mince de grès rouge permien (lower red sandstone).

Cette dolomie du zechstein olTre un aspect tenant ou ocreux et elle est beaucoup plus terreuse et moins dure que celle des bords de la Meuse qui appartient au terrain carbonifère. — Les échantillons IV à XI appartiennent à la formation du muschelkalk (trias) qui est très développé dans le grand-duché, où elle forme une bande qui sert de bordure au grand golfe secondaire de l’Est de la France et atteint une grande puissance en Alsace et dans le Grand-Duché; à Echternach, elle a 5 à 6 kilomètres de largeur. Il n’y a pas de doute qu’elle ne renferme des lits répondant à la composition voulue. — Quant à U dolomie carbonifère, si l’on ne trouve pas de bancs plus argileux que celui dont nous donnons l’analyse, il y aurait probablement moyen de l'employer en mélange avec de l’argile préalablement séchée au feu et finalement divisée.

La dolomie est broyée et gâchée avec un peu d’eau, moulée en briques, séchée pendant longtemps et cuite à très haute température; les briques obtenues font un reirait d’environ un tiers; elles doivent être denses, dures et compactes. Pour éviter ce retrait considérable, on a dù procéder à une cuisson préalable de la dolomie, bien choisie, sortant de la carrière; après cette première calcination, elle est broyée et

agglomérée suivant des brevets spéciaux avec des huiles lourdes ou simplement du goudron : on obtient alors des briqueB solides, régulières et répondant d’après MM. Thomas et Gilchrist à la composition suivante :

Chaux

Magnésie

Silice

Peroxyde do fer et

alumine

4 àO

soit oxygèno

soit oxygène

Nous donnons comparativement de brique dolomitique de Sheffield :

Silice

Chaux

Magnésie

Alumine

Peroxyde de fer

Sulfure de calcium

une analyse

Le garnissage des parois du convertisseur est construit en totalité ou seulement jusque vers le col avec ces briques. Dans quelques usines, afin d’évitèr les engorgements qui se produisent à la gueule du convertisseur, on construit cette dernière partie en briques de silice.

La construction des fonds de convertisseurs est la partie la plus importante du procédé, en môme temps que la plus délicate, et tandis que dans le Bessemer acide les tonds peuvent résister à l’action mécanique ou chimique pendant 30, 35 et souvent plus de 40 opérations, on a eu beaucoup de peine dans lesdébutsdu procédé basique à obtenir des fonds pouvant faire 10, 15, 13 coulées sans avoir besoin de les remplacer en totalité. Ces arrêts successifs retardent la production d’un atelier et il est impossible de ne pas avoir recours aux f >nds mobiles américains, qui peuvent dans le cas particulier rendre de très réels services.

Nous citerons en particulier les remarquables installations faites en Amérique, nonseulement pour le procédé lîessemer acide, mais également pour le procédé Bessemer basique par

Fiy. 57. — Convertisseur Bessemer basique, d'après M. Holley.

mnhfi'111?1' ®°ure représente 1 extérieur du convertisseur et la coupe du tourillon T. I.e côté droit montre en coupe le garnissage en briques basiques D, ainsi que la coupe du fond ,-K & a ' i” 3U C0^>S du CUDVert,sseur par les goujons g. La vent a'iive par le tourillon T, se rend par la couronne annulaire C dans les tuyaux (, à la botte à vent V, d'où il est disirruue dans la convertisseur pour produire 1 affinage par les dix-sept tuyères U qui se voient dans le plan du fond mobile.

M.-A.-L. Holley, dont la métallurgie mécanique déplore actuellement la perte (janvier 1882).

Les fonds des appareils sont ordinairement faitsen pisé dolomitique aggloméré au goudron et fortement damé autour des tuyères. En ce qui concerne ces dernières, bien des essais ont été faits : à côté de tuyères en terre argilo-siliceuse en contact avec la matière basique, on a essayé des tuyères faites de toutes pièces en dolomie comme le fond et le garnissage de l’appareil. La difficulté d’ajouter les tuyères basiques a eu pour résultat un rejet complet de ces dernières et on en est revenu aux tuyères aigilosiliceuses, en ayant soin de faire le joint entre les tuyères acides et le garnissage basique avec une matière neutre, telle que le graphite ou la bauxite. On est même arrivé a supprimer ce joint sans qu’il y ait une usure trop considérable, les tuyeres étant toujours refroidies par le courant d’air froid, et la détérioration du fond résultant peut-être surtout d’une action mécanique.

Additions bvsiqi es. — Pour assurer la basicité de la scorie et en même temps pour éviter la corrosion des parois de l’appareil, on a recours soit dès le début, soit dans le cours même de l’opération, à des additions de nature basique, chaux, oxyde de fer, etc. Après avoir employé primitivement la dolomie crue, qui par sa décomposition donne de l’acide carbonique, produit un refroidissement dans l’appareil et conduit finalement à l’obtention d’un métal froid, pâteux, peu homogène, on a eu recours à l’emploi d’un calcaire calciné.

Les proportions de matières basiques ajoutées ont beaucoup varié et varient suivant les usines. Ainsi on employait primitivement 7 à 8 °/0 de chaux que l’on chargeait avec la fonte, puis au bout de 0 à 7 minutes de soufflage on ajoutait 13 °/„ d’un mélange de chaux et de blue bilty (oxydes de fer provenant du traitement des pyrites). On a préféré ensuite mettre le tout ensemble au commencement de l’opération et dans ce but on prépare un mélange composé, par exemple; de :

2 »/o de chaux,

1 de blue billy,

qui après calcination correspond à 55 °/0 de chaux et 37 % de peroxyde de fer : la proportion de ce dernier est de 15 à 20 °/„ du poids de la fonte traitée.

Dans les premiers essais faits aux usines d’Eston, on a traité des fontes du Cleveland, qui, refondues au cubilot, correspondent à la composition suivante :

Silicium 2 à 3 »/o

Phosphore ! ,50

Soufre Traces.

Mais les études faites jusqu’à ce jour en Angleterre, en Allemagne, en Autriche, etc., ont conduit les métallurgistes a considérer que la fonte la plus convenable pour le traitement basique devait correspondre en moyenne aux chiffres cidessous, lorsque cette fonte doit être refondue au cubilot :

Mn = 1,000 à 1,500 % environ.

Si =1,000 à 1,250 —

S = 0,250 maximum.

Ph = 1,500 à 2,000.

mais si elle est prise directement au haut fourneau (c’est-à-dire si l’on opère en première fusion pour obtenir le maximum d’économie possible), la teneur en silicium doit être moindre, environ 1,U00 ou mieux 0,500 %.

Opébation basique. — La marche de l’opération basique diffère fort peu de colle d’une opération acide : les opérations sont en général de plus courte durée, parce que l’on traite, dans la plupart des cas, des fontes blanches; le spcclroscope ne semble indiquer rien de particulier pendant toute la durée du soufflage, et pour se rendre compte des différences qui existent entre les opérations Bcssemer acide et basique, il esi nécessaire d’étudier le métal et les scories a divers moments du soufflage et du sursoufflage.

Le traiiemeni d’une fonte telle que celle indiquée ci-dessus donne lieu d’une manière générale aux observations suivantes :

Il y a lieu de distinguer quatre périodes correspondant théoriquement à la combustion des quatre éléments principaux des fontes impures :

1° Silicium;

2° Carbone;

3" Phosphore;

4° Soufre.

Les deux premières périodes correspondent à la période d’étincelles , période de flamme de l’opération Bcssemer acide; les deux dernières sont inhérentes au procédé basique et constituent Vafter blow et Vover ufter blow.

1 rc l'ério le. — La première période, caractérisée par l’absence de la flamme, correspond, comme dans le Besscmer acide, à la combustion du silicium, du manganèse et d’une petite quantité de carbone et de fer; le phosphore et le soufre ne brûlent pas, ie spectroscopc n’indique rien. Le manganèse et le fer se scorifient pendant toute la durée de l’opération, mais en particulier la scorification du manganèse marche au convertisseur basique parallèlement à celle du sili-

cium : ce dernier élément, dans de telles conditions et vu la présence des bases alcalino-terreuses, disparait très rapidement, c’està-dire :

En 2 à 3 minutes pour une fonte à 1 % de silicium,

et il disparait complètement avant la fin de l'opération, grâce à cet excès de bases dans la scorie, tandis que dans les opérations acides, surtout lorsqu'elles sont chaudes, et même en prolongeant un peu le soufflage, on trouve du silicium jusqu’à la fin de l’opération.

Ce silicium ne provient pas de la fonte initiale, comme on l’a cru généralement, mais bien d’une réduction (vu la haute température) de la silice du garnissage acide; la meilleure preuve à donner de cette dernière explication, c’est qu’au convertisseur basique, môme en allure chaude et avec des fontes siliceuses, il ne reste plus de silicium dans le produit final.

2” l'ériode ou période de décarburation. — La seconde période correspond à la combustion du carbone et d’un peu de phosphore; mais le soulre ne brûle pas encore, tandis que le manganèse et le fer continuent à brûler lentement : c’est, la période de flamme, dont la fin e-t indiquée par la disparition des raies vertes et rouges comme pour l'opération acido. Pendant cette période, le soufre parait se concentrer dans le métal.

S1. Période ou sursouftlage ( after blow). — Si, après la disparition des raies du carbone, on continue à souffler, le phosphore, qui avait commencé à brûler pendant la seconde période, continue à s’oxyder, mais très vite ; en même temps on brûle beaucoup plus de fer que dans les périodes précédentes; le manganèse continue a se scarifier et le soufre commence à brûler. C’est la partie importante de l’opération basique,

1 ’after btow ou sursoufflage. Au commencement do cotte troisième période, lo métal contient encore une forte proportion de manganèse et de phosphore et la totalité du soufre; le manganèse ne paraît pas toutefois brûler beaucoup plus vito que pendant la seconde période, ainsi que le montrent les analyses.

Lo soufre diminue pendant le sursoufflago, mais cette diminution ne paraît pas être en rapport avec la teneur en manganèse.

C’est pendant cette période de sursoufflage que, le spoctroscope n’indiquant plus rien, la flamme rentrant dans le col du convertisseur, on prend des éprouvettes de métal de temps eu temps, toutes les I, I 'A , 2. 3 minutes, etc. Pour juger la qualité du métal, on martèle ces éprouvettes, on les casse pour examiner le grain plus ou moins feuilleté, micacé, bien caractéristique des aciers phosphoreux, et on arrête linalemcnt l’opération quand, à l’aspect de la cassure, on constate que le phosphore est éliminé. Dans certaines usines, où l’on traite toujours la même qualité de fonte, on est môme arrivé à ne plus faire de prises d'essai et, une fois les raies du carbone disparues (arrêt normal), on continue à donner le vent pendant un temps fixe, 3 minutes par exemple, indiqué le plus souvent par le nombre de tours de la machine soufflante. La durée même du temps de sursoufflage nécessaire est déterminée une fois pour toutes par des

opérations préalables, pour lesquelles on fait des prises de métal; cette manière d'opérer, sans être absolument rigoureuse, a pour but d’évitet le refroidissement du métal résultant des renversements successifs de la cornue et du temps nécessaire aux diverses prises d’essai.

( Lorsque, par l’un des moyens précédents, on s’est assuré que le phosphore est éliminé au degré voulu, on renverse une dernière fois la cornue et on ajoute le spiegeleisen comme dans les opérations ordinaires arides; il se produit alors une réaction fort tumultueuse, due à la réduction de l’oxyde de 1er; il y a une rephosphoration partielle; c’est pourquoi certains métallurgistes ont conseillé, avant d’introduire le spiegel, d’écouler la scorie contenant le phosphore. Cette manière d’opérer est suivie dans quelques usines et a été en particulier l'objet d’un brevet spécial de M. Ilarmet, qui, prenant deux convertisseurs, a songé à obtenir dans un premier appareil acide la décarburation et à faire passer ensuite le métal demi-alfiné dans un convertisseur basique où se ferait l’élimination du phosphore.

La grande oxydation du bain nécessite, en général, une très forte addition de spiesel allant quelquefois jusqu’à 10 %, (a 18 ou 20 °/„) de manganèse, do la quantité de fonte chargée.

Cette quantité de manganèse est nécessaire pour obtenir un produit suffisamment dur pour rails, et pour éviter la réaction trop violente qui