ALLIAGES DE MANGANÈSE ET DE F£R

L’industrie des alliages de manganèse et de fer vient de se créer et déjà elle

1. Nous reproduisons dans le cours de ce chapiire la plus grande partie d'un important et

répond à tous les besoins de la sidérurgie. Nous avons fait remarquer dans les Généralités combien il était curieux de voir cette fabrication devenir industrielle en quelques années et fournir en grande quantité, un métal qui n’avait été préparé jusque-là par les chimistes qu’avec difficulté et conservé précieusement dans les collections de laboi’atoire.

Le métal ainsi obtenu n’est pas pur ; il contient du silicium, du carbone et parfois beaucoup de fer. Le manganèse s’y trouve au maximum dans le rapport de 80 %• Cependant certains échantillons s’élèvent à 85, à 87, 40 “/o» on peut bien dire dans ce cas que l’on obtient du manganèse impur renfermant une petite quantité de corps étrangers. Nous verrons d’ailleurs que l’industrie ne recherche pas ces taux élevés et que le ferromanganèse à 80 7o suffit très bien à la fabrication des aciers.

Depuis plus d’un siècle, il existait en Allemagne, dans le pays de Siegen, une industrie spéciale, celle des fontes manganésées ou spiegeleisen. Ces fontes, qui renfermaient jusqu’à 8 et 10 % de manganèse, s’obtenaient au haut fourneau, en traitant un mélange de carbonate de fer et de manganèse grillés. On avait essayé, plusieurs fois, d'augmenter la teneur en manganèse de ces fontes, en ajoutant au lit de fusion des minerais de manganèse des environs, notamment ceux de Giessen, qui renferment, à l’état de peroxyde, jusqu’à 50 % de manganèse métallique. Ces essais n'avaient servi qu’à faire passer dans le laitier la plus grande partie de l’excès de manganèse ajouté; il semblait donc que pour produire la réduction du manganèse il fallait que l’oxyde de manganèse fût mélangé intimement avec du minerai de fer.

En dehors de celte fabrication de spiegeleisen, le premier essai de fabrication et d’emploi industriel du manganèse métallique remonte à 1859. M. Marshal Heath, qui était employé de la Compagnie des Indes, avait été frappé du rôle important que semblait jouer la fonte manganésée dans la fabrication de l’acier damassé qui porte le nom de Wootz et qui s’obtient dans l’Inde par la fusion d’un mélange de fer et de charbon dans des creusets de terre réfractaire. 11 considéra, comme de la plus grande importance, d’introduire le manganèse dans l’industrie de l’acier. Voulant se livrer à ses essais, il quitta la position qu’il avait dans l’administration de la Compagnie et vint en Angleterre ; après quelques voyages, il se fixa à Sheffield et vendit aux fabricants de cette ville du manganèse métallique. C’était, plus vraisemblablement, du ferromanganèse à très haute teneur, qu’il fabriquait au creuset par la réduction de l’oxyde de manganèse avec du charbon de bois, et qui se présentait sous la forme de fines grenailles, probablement parce que la température était insuffisante pour agglomérer le produit en une seule masse. Les fondeurs d’acier trouvèrent des avantages à cette addition de manganèse métallique. Mais, ayant observé que le résultat était le même en mettant dans le creuset un mélange d’oxyde de manganèse et de charbon en place des petits paquets de manganèse métallique que

curieux article de M. Pourcel publié par le Génie civil dans ses numéros des 2, 9 et 23 mai 1885. Nous avons aussi fait des emprunts à l’article Métallurgie du manganèse inséré par M. F. Gautier dans le dictionnaire de Lamy. Enfin nous citons les recherches de MM. Troost et Hautefeuille, celles de M. Jordan, et nous adressons tous nos remerciements à M. Osmond poulies renseignements techniques qu’il a bien voulu nous indiquer sur ce sujet.

18 ENXYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Marshall Heath leur vendait fort cher, ils tournèrent le brevet et refusèrent de se servir de sa drogue; le malheureux inventeur fut ruiné par les procès qu’il eut à subir pour soutenir les droits de sa patente du 5 avril 1859 contre ses ingrats compatriotes. (F. Gautier.)

Ces premiers essais rappelés, nous ne pouvons faire mieux maintenant que de citer l’article de M. Pourcel, ancien ingénieur de Terrenoire, qui a dirigé pendant de longues années cette fabrication des alliages de manganèse.

Déiinition. —On est convenu d’appeler ferromanganèse la fonte de fer renfermant une proportion de ce métal supérieure à 25 "/o- Au dessous de 25 “/o de manganèse, la fonte manganésée conserve le nom commercial de spiegel, et de petit spiegel quand la proportion de manganèse descend à 5 ou 7 “/o- Dans quelques usines anglaises (à Barroiv-in-Furness, entre autres), on ne classe même parmi les ferromanganèses que les fontes renfermant 40 “/o de manganèse et au-dessus; mais ce sont là des classifications de pure fantaisie, tandis que le premier mode de classement repose sur ce fait : que les propriétés magnétiques du fer se trouvent complètement annihilées dans la fonte par la présence du manganèse dans la proportion de 24 à 25 “/o- Ainsi le spiegel riche à 24 7o de manganèse, réduit en poudre, s’attache encore à l’aimant, tandis qu’à la teneur de 25 à 26 % de manganèse, l’aimant ne l’attire plus.

Voilà un point de démarcation entre le spiegel et le ferromanganèse, nettement accusé par un fait plus palpable que ne saurait l’être aucun indice fourni par la cristallisation. En effet, la cassure lamelleuse, à grandes lames, blanche et très éclatante des spiegels, ne se modifie que par nuances graduelles entre les teneurs de 25 à 50 “/o en manganèse ; et ce n’est guère avant 50 “/o qu’elle arrive à présenter franchement la cristallisation baxillaire ou la texture grenue, amorphe, qui s’accusent de plus en plus à mesure que la teneur en manganèse augmente.

iiisturiqne de la fabrication. — La fabrication du ferromanganèse à toutes les teneurs, qui se chiffre aujourd’hui par des milliers de tonnes, a des origines toutes récentes, plus scientifiques sans doute, mais plus modestes, à coup sûr, au point de vue industriel, que celles de la fonte de fer aux temps historiques.

C’est à raison de quelques kilogrammes par jour qu'on a commencé à Bonn en 1866, à produire au creuset les alliages à la teneur de 70 à 80 7,, de manganèse, les seuls qui soient susceptibles de donner un résultat vraiment pratique dans la fabrication de l’acier doux. Le docteur Prieger, de Bonn, en démontrant la possibilité d’allier le manganèse à ces hautes proportions, a inauguré la métallurgie du manganèse. Il doit être considéré comme un novateur, bien plus que .M. W. Henderson, de Glasgow, qui depuis 1865 fabriquait sur sole (au four à gaz, à régénérateurs Siemens) des spiegels riches de 20 à 25 7(, de manganèse.

Le brevet pris en France par M. W. Henderson, à la date du 14 août 1865, est d’une lecture peu instructive sous le rapport de la fabrication de la fonte riche en manganèse. Le nom do ferromanganèse n’y figure pas. L’industriel qui l’eût appliqué à la lettre, en usant de tous les mélanges indiqués minutieu-

sement par M. W. Ilenderson, eût éprouvé bien des déceptions. En effet, le brevet ne fait pas mention du dispositif essentiel, qui a permis d’obtenir au four Siemens, d’une façon industrielle, les alliages riches en manganèse : la sole en carbone. Or, dans ce qu’on a appelé le procédé Ilenderson, une seule chose mérite d’être mentionnée : c’est l’emploi des briques en carbone, coke ou graphite de cornue comme revêtement intérieur du four.

Le docteur Prieger, de Bonn, fondait ses mélanges dans des creusets en graphite, chauffés dans un four à acier à tirage naturel. Le chimiste écossais réalisait les conditions du creuset en graphite en donnant au four à sole un laboratoire construit avec des briques faites en carbone.

Dans les premiers mois de 1868, on installait à Terrenoire la fabrication au creuset du ferromanganèse à 80 “/oî l’année suivante, en mars, on transportait cette fabrication au four Martin-Siemens, où elle fut pratiquée exclusivement jusqu’en 1875; enfin, au mois d’avril 1875, après avoir pourvu deux des hauts fourneaux de l’usine d’appareils Cowper, on l’inaugurait au haut fourneau en produisant immédiatement du ferromanganèse à 62 7o-

L’intérêt tout spécial que présentait pour Terrenoire la fabrication du ferromanganèse avait pris naissance dès 1865. A cette époque, M. Vallon commençait à appliquer l’alliage Ilenderson à l’obtention du métal doux au Ressemer, et la révolution fondamentale que devait produire dans les constructions métalliques de toute sorte ce merveilleux métal qu’on appelle indistinctement aujourd’hui acier doux ou fer fondu, avait été dès lors préssentie. Aussi, quand l’alliage à 80 % de manganèse fit son apparition, un peu fortuitement et destiné à la fabrication d’objets en bronze, Terrenoire ne fut pas longtemps à s’entendre avec son inventeur.

Au mois de juin 1867, on employa pour la première fois le nouvel alliage dans une coulée Ressemer de première fusion, à raison de 20 kilogrammes jetés en morceaux dans la poche de coulée, pour un poids de trois tonnes environ de métal Ressemer. Les lingots n’eurent qu’un rochage modéré; les uns furent utilisés à l’usine, les autres furent envoyés à Fraisans, qui en fit des tôles pour son exposition, où elles figurèrent avec la mention d’origine du métal. A cette époque Terrenoire avait pu se réserver l’application du ferromanganèse à la fabrication du métal doux.

Fabrication au creuset da ferromanganè.se . — Les creusetS en graphite employés par M. Prieger proviennent d’une fabrique des environs de Passau ; ils sont mis hors de service après une seule opération. L’oxyde de manganèse qui sert de base à la fabrication est finement pulvérisé avant d’être employé. Sa composition est la suivante :

Manganèse.58,00

Oxygène.28,00

Silice et alumine. 4,50

Eau.10,00

Le four à fondre est fait pour recevoir deux creusets. 11 est à tirage naturel, activé par une cheminée de 53 mètres.

Chaque creuset reçoit la charge suivante :

Oxyde de manganèse.10 ,00

Poussière de charbon de bois.• 2 ,10

Spiegel à 9, à 10 "/o de manganèse. 1 ,00