DITS DE DEUXIÈME FUSION

Le fer coulé provenant des hauts-fourneaux où il est obtenu sous forme de gueuses, saumons ou sapots, est fondu à nouveau dans des appareils spéciaux, dits de deuxième fusion, tels que les cubilots ou fours à manche, les fours à réverbère et les fours à creusets.

En outre des fontes de première fusion, on fait passer par. ces fourneaux les débris de fabrication : jets, coulées, pièces manquées, etc.; ce qu'on appelle les bocages, et toutes vieilles, fontes provenant de démolitions ou réformées pour des causes quelconques.

La fusion obtenue dans les cubilots se rapproche, à certains égards, du travail des hauts-fourneaux. Comme ces appareils, le? cubilots reçoivent le vent de machines soufflantes, et la fonte produite par les charges alternées, du métal et du combustible, se rend à la partie inférieure de la cuve dans un creuset d'où elle jest tirée par faibles portions, ou par quantités considérables, suivant les besoins du moulage.

Dans les tours à réverbère, la fonte n'est pas mise en contact direct avec le combustible.

Elle est placée sur une sole où l'atteinte de la flamme opérant par vole d'émission ou de réverbération du calorique l'envoie en fusion dans un creuset d'où on la tire, au moyen d'une percée, comme ii est fait dans leg hauts-fourneaux et dans les cubilots.

Le creuset, suivant que le four opère à flamme directe ou à flamme renversée* est placé soit à l'une des extrémités de la sole, soit au dessous de Toriôce d'une cheminée de tirage, soit près de la grille de chauffage elle-même. On a même essayé des tours ayant une double sole inclinée^ avec le creuset placé au milieu.

Les fours à creuset ont une forme intérieure, prismatique ou cylindrique. Le métal y est fondu dans des creusets couverts qu'entoure le combustible. Ces fourneaux sont alimentés par le vent d'une soufflerie, généralement par un ventilateur, ou simplement par un courant d'air qu'appelle une cheminée de tirage.

Nous étudierons successivement ces trois sortes d'appareils, dans lesquels peuvent rentrer, plus ou moins, tous les autres procédés destinés à obtenir la fusion des métaux. Car, nous n'avons pas besoin de faire remarquer qu'à rencontre des hauts-fourneaux, les fours à manche, les fours à réverbère et les fours à creusets ne sont pas seulement appliqués à la fusion de la fonte de fer; mais qu'il servent encore à la fusion du cuivre et de ses alliages.

Toutefois, avant d'aborder les détails concernant la construction et l'emploi des fourneaux de deuxième fusion, nous avons à parler dés matières, fontes et combustibles que ces appareils sont appelés à employer.

Composition et propriétés de la fonte.

Qualités des fontes pour la deuxième fusion. — En général, la fonte qui sort des haut-fourneaux, indique par elle-même quelle sera la nature Ju produit devant résulter d'une refonte. Si cette fonte, en principe, dure, sèche et cassante, contient du soufre ou du phosphore, elle ne pourra que difficilement acquérir à la deuxième fusion, les qualités qui lui manquent.

C'est par cette raison, qu'une grande partie des hauts-fourneaux en moulages sont obligés, pour utiliser leurs saumons et leurs bocages, de les mélanger avec des fontes de qualités différentes, sinon supérieures, que ces fontes proviennent de fabrication française ou d'usines étrangères.

Ces mélanges sont d'autant plus indispensables, qu'il s'agit d'obtenir à la deuxième fusion des pièces de mécanique et de construction demandant une certaine résistance, ou des objets à surfaces refroidies, dites coulées en coquille, ou des fontes destinées à résister au feu, et encore des fontes réservées à la fabrication des canons et des projectiles. Peu d'usines travaillant en première fusion pourraient parvenir à satisfaire ces différents besoins, si elles devaient n'employer que leurs propres produits.

La fonte noire obtenue par l'emploi de minerais fusibles dans des ouvrages élevés et étroits peut être refondue sans augmentation de dureté. Il n'en est pas toujours de même de la fonte provenant de minerais réfractaires, qui contient moins de carbone, conserve plus de silice

et dont la mise en fusion plus difficile et moins complète, peut être une cause d'altération de la qualité, si Ton emploie surtout des combustibles dont la pureté laisse à désirer.

A cause de cela, répétons-le en passant, les fonderies doivent rechercher essentiellement, pour le traitement de la fonte en deuxième fusion, tel qu'il a lieu dans les cubilots, où le métal est en contact direct avec le combustible, les cokes exempts de soufre ou de pyrites, par conséquent, des cokes denses provenant de charbons de bonne qualité, triés, nettoyés et lavés.

La fonte phosphoreuse demeure assez longtemps liquide après sa fusion, quand même elle est un peu blanche. Sous ce rapport, elle convient pour la coulée des pièces minces et délicates. La fonte très réfractaire reste épaisse et se refroidit d'autant plus promptement qu'elle est moins riche en carbone.

11 serait inutile de rappeler que les fontes, même grises, provenant d'un dérangement des hauts-fourneaux, ne sont pas à rechercher pour la deuxième fusion. Au moins, ne doit-on les employer qu'à défaut de toutes autres et pour couler de grosses pièces, dans lesquelles la pureté et la ténacité du métal ne sont pas absolument en cause. Autrement, il convient de les mélanger en diverses proportions, suivant les besoins, avec des fontes d'une nature variée.

A fortiori^ ainsi que nous le disons plus loin, des mélanges semblables à dose de fonte supérieure, doivent-ils être recherchés lorsqu'on fait usage de gueuses et surtout de bocages blancs ou truites.

Quand une fonte a subi un certain nombre de fusions elle devient impropre à être utilisée seule et il faut absolument la faire passer par des mélanges devant en relever la qualité. Au cas contraire, elle n'est plus bonne qu'à servir pour la fabrication d'objets bruts, tels que des poids d'horloge, des contre-poids, de gros barreaux de grille, etc. ; ou mieux encore, qu'à être envoyée dans les forges pour entrer dans les éléments de la fabrication du fer.

Composition de la fonte de fer. — La fonte de fer est considérée comme une combinaison du fer avec certaines proportions de carbone. Cet état se modifie suivant la nature des minerais et le mode de traitement qui leur est appliqué, la fonte empruntant à ceux-ci des quantités variables de différents corps, tels que le manganèse, le phosphore, le soufre, la silice, l'alumine, la magnésie, la chaux et la potasse, etc.

La présence du potassium est surtout remarquée dans les fontes traitées au charbon de bois. On ne peut la reconnaître, pas plus que celles des autres corps que nous venons de nommer, qu'à la suite de l'analyse chimique; car ces corps ne changent rien à la struc-

tare de la fonte, si l'on considère seulement son aspect superficiel ou ^a cassure.

Toutefois, la présence de certains corps est facile à constater, par la simple observation, tel le soufre qui laisse des traces visibles aux surfaces de coulée et dont Todeur se dégage, d'une façon très appréciable, quand la fonte liquide est puisée. Tel encore, le silicium qui, lorsque la fonte est coulée dans les grosses pièces, se montre en amas cristallisés jusque sur les surfaces à la partie supérieure des moules. Nous avons quelquefois constaté, à Marquise, quand on employait des fontes provenant de minerais siliceux, des dépôts d'une certaine épaisseur, s'enlevant par masses dans les cavités de gros bâtis de cisailles, cages de laminoirs, ou autres pièces analogues.

La fonte de fer, quels que soient les numéros de classement qu'on lui attribue dans le commerce, présente quatre variétés distinctes susceptibles d'être subdivisées :

La fonte nuire fortement carburée à grains larges et mats ;

La fonte grise à grains plus amples et plus brillants;

La fonte truitée tirant d'une façon plus ou moins prononcée vers la fonte grise ou vers la fonte blanche ;

La fonte blanche cristallisée soit en facettes, soit en aiguilles, suivant l'état de production des fourneaux et la nature des minerais.

Ces espèces dont l'état est emprunté à la combinaison plus ou moins active du carbone, ont toutes, dans l'industrie, des applications utiles.

On a été amené à penser que le carbone existait en plus grande quantité dans les fontes grises que dans les fontes blanches. Cette opinion, qui a longtemps prévalu, s'est modifiée, combattue qu'elle a été par des novateurs habiles (1). On admet volontiers aujourd'hui, une proportion à peu près égale de carbone dans chacune des deux espèces de fonte. Seulement, dans la fonte blanche, il se présenterait répandu à un état de ténuité extrême formant une masse complètement homogène et une combinaison très intime, tandis que dans la fonte grise, le contraire aurait lieu.

On peut remarquer, en effet, que certaines fontes obtenues à la suite d'une mise en feu, avec de très faibles charges de minerais, donnent une cassure plate et mate, qui les fait prendre pour des fontes blanches, alors que, passant par plusieurs fusions successives, elles s'en vont acquérant un grain plus large et plus brillant, comme celui des fontes très grises d'aspect, qu'on est convenu d'appeler fontes surcarburées. Dans ces fontes, le carbone est apprécié suivant la nature du grain et la présence

(1) Voir les expériences des ingénieurs des mines et celles de M. Julien, ancien ingénieur des usines de Montataire, etc.

du graphite, alors que, dans les fontes blanches, qui se ressemblent presque toutes, on ne peut tirer aucune induction pratique. Il suffit du reste, pour se convaincre de la présence du carbone dans les deux cas, d'examiner les fontes très riches, comme les fontes de Suède ou analogues, lesquelles coulées en lingotières métalliques, sont parfaitement blanchies à Textérieur sur de fortes épaisseurs, alors que le centre de la gueuse demeure gris et à gros grains.

L'analyse de certaines fontes blanches manganésifères, ne montre pas de carbone auquel paraîtrait se substituer le manganèse. Ainsi viendraient démontrer, les variétés suivantes de fontes du Creusot :

Carbone. . .

Phosphore. .

Manganèse .

Fer

rOIVTB iroiRB

rOKTB OSISB

POKTB TRUITiB

PONTB BLANCHB

traces

Des fontes provenant d'établissements divers ont donné des résultats tout différents :

Carbone. .

Silicium. .

Phosphore.

Bianganèse.

Fer. . . .