DES MINERAIS DE FER

' Cette espèce d^acîer s'obtient par deux procédés [ifférents. Le premier est pratiqué dans les Pyréxées j et il porte le nonoi de méthode à, la calaane ; l'autre est pratiqué en Styrie et en Carinhie > et on lui donne le nom de méthode ailenande.

Këthode à la catalane.

Pour l'exécution de ce procédé , les formes et les dimensions des fourneaux sont les mêmes que nous avons fait connaître à l'article du fer. Nous a'àvons donc k parler ici que des opérations particulières et des détails relatifs à racier proprement dit.

Après avoir brasqué les creusets , arrangé le minerai près du contre-vent , rempli avec de bon charbon l'espace compris entre le minerai et la tuyère, on allume le feu et l'on donne le vent.

Pendant que le minerai se désoxide, on chauffe et on forge les massets d'un précédent travail j lès que le tas de minerais est agglutiné, on l'avance vers la tuyère pour lui donner plus de ïkalear } la masse s'amollit, fond et s'affaisse; on a coule dans le creuset, qui est déjà rempli de icories liquides ; elle y reste tout le temps qui Ini

est nécessaire pour s'affiner, puis on sorti et on la cin^e.

Le travail est absolument lé mèoie, s l'on veuille obtenir du fer ou de Pàcier. L renée ne consiste, ainsi que nous Tavo qu'en ce que i® la tuyère , pour l'acier, es inclinée que pour le fer 3 a® l'on donne n vent; 5» l'on emploie un* charbon plus d lui du chêne ordinairement ] ; 4^ ^'^^ moins promptement la masse des minerais .

jette moins de greillade sur les charbons fin , on laisse la fonte recouverte d'une co scories pins épaisse.

Pourquoi , dira-t-on , n'incline-t-on qu tuyère pour obtenir de l'acier avec les r de fer, et l'incline-t-on toujours davanta en obtenir avec de la fonte? La raisoi simple , quoique d'abord difficilement a Dans le cas de la fonte , on incline la tuyè empêcher que celle-ci, placée au-dessus d bon , ne s'oxide avant de se liquéfier, par 1 lui arrive, et qui contient d'autant plus d'i qu'avant de lui parvenir il a moins de ch; traverser. Le minerai, au contraire , se t placé dans une position différente , les co changent nécessairement; la base de la qui est la plus ramitlie, qui doit s'écouler mière dans le creuset, et qu'il faut enti désoxider avant qu'elle ne s'affaisse , reçc tant moins d'air que la tuyère est plus 1 cette masse peut aonc se carboniser plus ment , et produire de l'acier. Cette carbo n'aur*iit pas lieu si le vent de la tuyère jusqu'à elle; d'ailleurs, lorsque la tuyère inclinée , le vent se porte sur la surface di rai , en s'élevant pour sortir du creuset

ue^ à la tuyère est peu ou point inclinée , il ne lui Q arrive que très peu , et que Tair s'elère prompfcment au-dessus des charbons. Enfin , lorsque lut le minerai est agglutine ou fondu dans le ivuset, le vent qui tend à s'élever rapidement Le peut pas arriver jusqu'à la sUrface du bain.

De ce que l'on donne moins de vent il résulte leux effets évidents : i« l'air qui traverse les ^liarbons, ayant moins de vélocité, a le temps de c désozygéner davantage avant d'arriver au miterai; 2» le minerai, restant plus long-temps ex- MMé à l'action des charbons , parce que sa fusion !it dans ce cas moins prompte, a également le Semps de se désoxider plus complètement et de se larboniser ensuite : alors il ne coule et ne se réunît sous le laitier que lorsqu'il est à l'état d'acier.

La raison qui fait employer dans le travail de i'acier un charbon plus dense que pour le fer, ^est que, si le charbon était léger, il y aurait noins de matière charbonneuse réelle dans l'espace compris entre la tuyère et le minerai. Or 'air, en traversant un milieu, se dépouille d'au- Int moins d'oxygène qu'il rencontre moins de latière charbonneuse. Quand au contraire l'on mploie un charbon tout à la fois dense et d'une ombustion facile relativement à sa masse, en un lot s'il existe beaucoup de carbone dans un état ivorable à la combustion et par conséquent à sa ombinaison avec l'oxygène de l'air, celui-ci 'arrivera "sur le minerai qu'après s'en être déouillé plus complètement, et s'être chargé de az carboneux, propres à la formation d'ncicr.

Si la masse de minerai était, en lui donnant n vent aussi fort et par conséquent un fen aussi if que pour le travail du fer, promptemcnt ralollie, si on l'avançait aussitôt vers la liiycn* ,

elle pourrait , en entrant en fusion , retenir encore une partie de son oxide , qui brûlerait le peu die carbone combiné dans la partie dësoxidée au mv nerai, et contribuerait par là à augmenta H proportion de fer dans la loupe et a diminuer celle de Pacier.

La greîllade jetée sur les charbons est exposée à deux actions différentes : i« celle des charbons , qui a pour résultat de désoxider le fer^ V celle du vent, qui tend à l'oxider. Cette greilladli étant réduite en poudre, passe rapidement à travers le combustible , et se liquéfie promptementj souvent même elle tombe liquide dans le bail avant d'avoir été désoxidée complètement; enie mêlant avec le métal , elle y porte de Toxygène, qui diminue d'autant la quantité d'acier form^ en brûlant le carbone de la combinaison. YoîU pourquoi dans le cas de fusion des minerais pour travail sur acier, on emploie beaucoup moins èe greillade que pour le travail sur fer. On ne devrait même jamais en faire usage dans le premier cas que si l'on s'apercevait que le métal se serait par trop carburé.

Quant à la couche des scories que l'on tient plus épaisse sur le bain de métal destiné à l'ader que sur celui destiné au fer, l'effet en est évident: c'est pour garantir davantage le métal en fusion de Taction de l'air.

Dans la pratique , toutes ces conditions étaient depuis long-temps observées par les fabricants intelligents et soigneux, et bien avant que les théories chimiques, qui y coïncident d'une manière si plausible et si satisfaisante , ne fussent venues dévoiler les causes et confirmer les résultats. En remarquant cette marche successive des faits et de leurs explications, et en voyant presque con-

stamment se reproduire dans presque toutes les questions où les arts sont intéressés , on est toujours tenté de se demander si c'est la chimie qui les a ^claire's , ou si ce ne sont pas au contraire les arts «ax-mèmes qui sont les pères de la chimie , et s'ils - ne peuvent a hon droit revendiquer toutes ses brillantes et ingénieuses explications.

.La méthode que nous venons de décrire pour ^ se procurer de l'acier directement des minerais «te fer par une première fusion est celle prati- [ igaée dans une grande partie de nos forges des Pyjl ^lenées et en Espagne. Elle n'est pas la seule conique. Il en est une assez généralement connue sous ;ïê nom de procédé stjrrien ou allemand. Nous ailoas succmctement en parler.

Métiiode allemande.

•Elle coiisiste à fondre les minerais de fer dans ^dea fourneaux dont la hauteur varie entre 5 et 12 pieds.; à sortir ensuite, soit par le gueulard , soit par une des faces du fourneau , que l'on est alors forcé de démolir, la masse de fonte coagulée qui $'est formée au fond du creuset, puis à séparer , a Paide d'une espèce de liquation particu» lîère, l'acier de cette masse pour le forger et l'étendre.

Toutes les masses ou stuck obtenues contiennent de l'acier et du fer. Ici l'acier se trouve au centre des morceaux , tandis que dans le travail à la- catalane il se trouve à la surface. Il y a bien E quelles pays où l'on se contente de porter im*e inédiatement la masse sous le marteau, afin de «• /orger à la fois les deux espèces de fer, que l'on I T sépare ensuite après les avoir trempés, parce qu'a- ^ près la trempe ils se laissent casser avec plus de c« 7» Partie. 16

facilité , et que Ton peat mieux juger, par la différence des crains qu'offre leur cassure, quelle sont les parties ferreuses et les parties aciéreuscs« et même quel est le degré d'aciération de chaque fragment^ mais dans la plupart des usines oi porte la masse au feu , pour séparer , par Pefflet d'une espèce de liquation , le fer de l'acier, et le forger ensuite. C'est de ce procédé , ie seul remarquable, que nous allons nous occuper.

Pour obtenir les stucks en Styrie, on charge le charbon dans des fourneaux dont le vide intérieor ^ a la forme d'une pyramide tronquée posée suru base^ sur ce premier combustible, on charge saccessivement des proportions données de minertb et de charbons; ceux*-ci brûlent, tandis que celuilà se désoxide, se fond, coule et se rassemble dan» le creuset. L'opération, qui dure environ i8 heures, se continue jusqu'à ce qu'il se soit fondu assex de minerais pour réunir 20 quintaux, plus ou moins , de fonte dans le fond du fourneau ; alors on ouvre une de ses faces, pour en faire sortir les scories et la fonte qui se sont rassemblées dans le creuset. Ce régule de fer est divisé en deux parties, l'une , liquide, que l'on fait couler et que l'on destine à la fabrication du fer; l'autre, solide, que l'on divise en deux parties à l'aide d'une forte hache , et que l'on réserve pour la fabrication de > l'acier.

La différence qu'il y a entre ce procédé et celui par lequel on obtient une loupe d'acier, dans la méthode à La catalane , explique facilemcnf comment, dans l'une de ces loupes, l'acier est reparti à la surface, tandis qu'il se trouve au centre de la loupe dans l'autre méthode.

En effet, comme la fonte placée sur le fond dn creuset se carbonu plus fortement que celle qii |

est au centre, il n'est pas étonnant que le fer se trouve au centre des loupes obtenues par la mc'thode à la catalane ^ mais dans les stucks où le creuset est très large, la fonte se trouve constamment recouverte de charbon et de scories; la situation de l'acier est déterminée par une autre cause. La fonte blanche qui produit le fer est plus fusible que la grise; lorsque celle-ci, qui produit l'acier , tombe dans le creuset, elle s'y coagule et s'y durcit , tandis que la blanche reste liquideà la même température. Or, la fonte solide ëtant moins dense que la fonte liquide , celle-ci forme un bain dans lequel le stuck surnage ; mais comme la fonte liquide est dans ce cas moins carbonée que la fonte solide , elle décarbonise celle-ci par son contact , partout où elle la tou* che : d'où il suit que les bords et la surface des niasses ou stucks doivent être moins acier es que le centre.

Voici comment Jars, dans son Voyage métallurgique, a décrit le travail de l'acier avec les stucks ou masses, en Styrie et en Carinthie.

(c Le fourneau sur lequel on chauffe les stucks « est une aire comme une forge, à environ un a pied d'élévation au-dessus du sol de J a fonde a rie ; le bassin du foyer est formé avec des piea ces de fer placées tout autour. D'un côté est une « ouverture plus basse même que le sol de la fon- « derie ; la pièce de fer placée à cette ouverture , « et qui fait partie du bassin , est percée, à diffé- « rentes hauteurs, de petits trous d'environ un « demi-pouce de diamètre : ils servent à faire « couler les scories dans le creux ci-dessus. Le « bassin a 2 pieds de profondeur : on y met, dans a le fond , de la poussière de charbon , qu'on hu- « mecte beaucoup, et Ton répand par-dessus un

<( peu de scories d'un précédent travail , qui ont Cl été éteintes dans Peau. Il y a devant ce foyer « une tuyère , dans la<{uelle re'pondent deux sont* « ilets de bois simples. On remplit entièrement le « foyer de charbon , et Ton met par-dessos la « moitié d'une masse, de celles qui viennent « à* Eszenhartzs elle peut peser depuis 7 jusqu'à 8 « quintaux , et plus. On la . recouvre bien de « charbon ^ on fait agir les soufflets. On ajoute do tt charbon lorsqu'il en est besoin , en continnaat « de souffler jusqu'à ce que la masse devienne a d'un rouge blanc ^ et s'amollisse. Pendant ce « temps il y a du fer qui se détache , ainsi que Ici « crasses , et tout tombe au fond du bassin. Quand « il y en a une certaine quantité, on débouche 1 « avec une verge de fer, un des petits trous de 11 « plaque de fer dont on a parlé, et les scories « coulent dans le creux dans lequel on a mis de a Teau auparavant : on ne laisse pas tout couler, « parce que les scories entretiennent de la cha- « leur dans le fourneau. Quant au fer, il se rasci semble en masse dans le fond 5 on en fait usage a en suite. Lors donc que l'on voit que la masse « est assez pénétrée de reu , ou assez molle , ce que « l'on reconnaît avec une baguette de fer que « l'on pique en dedans, à travers les char- <c bons, cela arrive ordinairement au bout de « cinq à six heures de feu , suivant la grosseur de « la masse : on la retire alors par le moyen d'une « grosse tenaille suspendue au bout d'un levier <i qui est ûté à une potence mobile. Un homme, tt baissant l'extrémité du grand levier, lève la « pièce; on fait tourner la potence, et l'homme « qui dirige ce levier conduit la pièce sur l'enft ciume pour la couper et la cineler. »

Cette aescription du procédé de l'acier de Sty-

rie est confuse en même temps que trop abrégée. Nous avons en vain cherche quelque chose de plus précis pour l'ëclairer; mais, telle que l'a don» née Jars , il est an moins facile d'apercevoir dans l'opération dont il a esquissé la méthode une véritable Uquàtion que Ton fait subir à la Ponte de fer. Eln effet, la masse , pouvant produire et du fer et de l'acier, contient nécessairement les deux espèces dé fonte d'où l'on retire Pane et l'autre sunstance, savoir, la fonte blanche, et la fonte ^ise. La première, plus fusible que la dernière , doit nécessairement entrer en fusion lorsque la seconde n'est encore qu'à Tétat pâteux. La fonte blanche se liquéfie donc pendant que l'on ramollit le stuck , et elle coule à travers la masse^ de même que, dans les pains de liquation formés de plomb et de cuivre, le plomb se fond d'abord, et coule pendant que le cuivre se ramollit seulement. Ainsi l'opération que l'ou fait subir à la fonte, dans cette circonstance,. pour la rendre complètement aciéreuse , est absolument la même que celle que l'on fait subir aux pains de cuivre et de plomb , pour séparer ce dernier : c'est une vraie liquation.

• On réserve , après l'avoir coulée , toute la fonte qui se sépare dans ce travail, c'est-à-dire celle qui se liquéfie. Plus tard on la refond séparément pour en obtenir du fer.