FER-BLANC ET FER GALVANISÉ

Le fer exposé à l'air humide a la propriété de s'oxyder et de se couvrir d'une couche de rouille qui augmente incessamment, de telle sorte que les pièces peu épaisses ne tardent pas à se trouer. Aussi, pour obvier à cet inconvénient, on étame la tôle, c'est-à-dire qu'on fait adhérer à sa surface une couche d'étain qui la protège de l'oxydation. La tôle ainsi étamée est appelée fer-blanc et peut servir à une foule d'usages auxquels le fer ordinaire ne résisterait pas. Il y a deux sortes d'étamages : le premier, qu'on dit brillant, pour lequel on n'emploie que de l'étain pur ; le second, qui est terne, est fait avec un alliage formé de \/h d'étain et de 3/4 de plomb. Voici comment sont fabriquées les lames de fer-blanc livrées au commerce :

On prend des lames de fer rectangulaires appelées bidons; on les chauffe à une température intermédiaire entre le blanc et le rouge cerise et on les lamine. Après un premier laminage, les bords, qui sont C7'iqiiés^ sont régularisés à la cisaille; puis on procède au clérochage^ qui a pour but de dissoudre Toxyde formé à la surface des lames de tôle par Tact ion de Tair et de la température à laquelle elles ont été portées. Ce dérochage se fait en les plongeant dans un bain d'eau acidulée avec l/!x d'acide chlorhydrique. Au bout de cinq mi-

FiG, 86. — ÉgouLlage du fer-blaiic.

nutes environ, on les retire pour les mettre dans des bâches métalliques que l'on ferme hermétiquement et que l'on introduit dans un four. Après un séjour qui varie de six à trois heures, suivant le mode de chauffage, on les retire et on les polit en les faisant passer cinq ou six fois sous des cylindres lamineurs travaillés avec le plus grand soin. Après les avoir recuites et décapées encore une fois, on les trempe sans les sécher dans un bain de suif, qui a pour effet de détacher du métal la couche d'aii* adhérente à sa surface. Elles sont alors plongées dans un premier bain d'étain fondu, où elles restent deux minutes environ; puis elles passent dans un second bain d'étain, qui est moins chaud que le précédent. A la sortie de ce bain chaque lame est déjà recouverte d'une certaine épaisseur d'alliage; on enlève l'excès d'étain avec une brosse de laine, et on achève l'étamage en les plongeant, sans les y laisser séjourner, dans un bain d'étain qui n'a pas encore servi ; ensuite on les place dans l'appareil que représente la figure 86 pour les faire égoutter dans un bain de suif. Mais, dans cet égouttage, l'étain s'accumule à ia partie inférieure de chaque lame et forme un

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bourrelet que l'on fait disparaître en le fondant dans un bain d'étaîn, profond seulement de 7 à 8 millimètres. Enfin, on enlève la couche de suif qui reste à la surface des lames en les passant dans des caisses remplies de son.

On fabrique aussi, pour les besoins de l'industrie, du fil de fer que l'on recouvre d'une couche de zinc et qu'on appelle fer galvanisé.

La galvanisation se fait de la manière suivante : Le fil de fer se déroule d'une bobine et passe dans un bain d'acide sulfarique étendu, puis dans un bain de chlorhydrate d'ammoniaque oii il achève de se décaper. A la sortie de ces bains de décapage, il traverse un bain de zinc fondu, h la surface duquel on a mis une couche de petits morceaux de coke pour empêcher que le métal en fusion ne s'enflamme. Le fer s'allie au zinc et à la sortie du bain s'enroule sur une bobine.

ACIER

L'acier est, comme la fonte, un composé de fer et de charbon ; mais il contient moins de charbon qu'elle, 1 à 3 pour 100 seulement. Aussi ses propriétés sont-elles peu différentes de celles du fer et peut-il se travailler comme lui. Mais lorsque l'acier a subi la tremj^e^ c'est-à-dire, quand après avoir été porté à la chaleur rouge, il est refroidi brusquement par une immersion dans l'eau froide ou tout autre liquide réfrigérant, il acquiert une dureté extrême et devient propre à la confection des outils. L'acier jouit aussi d'une élasticité que n'a pas le fer : c'est ce qui le fait employer à la fabrication des ressorts de toute espèce et en particulier des ressorts de voiture.

Jusque dans ces derniers temps, on classait les aciers en trois catégories bien distinctes : i"" les aciers naturels^ 2° les aciers cémentés^ 3° les aciers fondus. Deux nouvelles catégories ont du y être ajoutées par suite de l'invention plus récente de deux autres procédés de fabrication ; ce sont : 4° les aciers piicldlés (datant de l'année 1850), b"" les aciers Desse77ier {l^bQ). Par suite des progrès considérables accomplis dans la fabrication des aciers depuis une quinzaine d'années, cette branche d'industrie acquiert de jour en jour plus d'importance et ce corps tend à se substituer au fer dans un grand nombre d'usages, pour lesquels il est doué de qualités supérieures à celles de ce dernier.

Les procédés de fabrication de l'acier reviennent à deux méthodes principales tout à fait différentes. La première, dans laquelle rentre la fabrication des aciers naturels, puddlés et Bessemer, consiste à enlever à la fonte une partie du charbon qu'elle contient et à ne lui laisser que ce qui est nécessaire pour faire de l'acier. La seconde consiste, au

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contraire, à prendre du fer et à le combiner avec une proportion convenable de charbon.

On fabrique en général les aciers naturels en affinant la fonte

dans des fourneaux au charbon de bois, semblables à ceux que Ton emploie dans la métallurgie du fer; la diCFérence entre les deux opérations consiste en ce que , dans la fabrication de Tacier naturel, Taffinage n'est pas poussé aussi loin; on modère davantage l'action du vent et des scories sur la fonte en fusion.

L'acier brut ainsi obtenu est ensmie la?iq2ietté^ c'e^t" à-dire aplati sous un laminoir et un martinet, qui le transforment en barres que Ton met en paquets et que l'on corroie.

Ij' acier piiddle se produit dans des fours à réverbère en y chauffant, au moyen de la houille, les fontes dé-

FIG. 87. - Four de cémentation (coupe et plan), P^^^CS SUr Un lit de SCOrics,

jusqu'à ce qu'elles entrent en fusion et commencent à s'affiner. Il est nécessaire d'éviter les fontes sulfureuses et phosphorées, car le soufre et le phosphore ne sont pas éliminés complètement par le puddlage, et leur présence dans l'acier nuit à la qualité du métal. Les aciers puddiés peuvent être employés non corroyés à la fabrication de beaucoup d'objets: mais si l'on veut itîs rendre plus homogènes, il faut les soumettre aucorroyage.

Les aciers cémentés s'obtiennent en chauffant du fer de bonne qualité (fer de Suéde ou de Russie) avec du charbon en poudre, dans des caisses de briques réfractaires autour desquelles on fait circuler la flamme du foyer (fig. 87). On peut, comme pour les précédents, en améliorer la qualité par le corroyage.

On emploie aussi, pour donner à l'acier Thomogénéité qu'exigent certaines applications, un moyen qui est plus efficace que le corroyage :

ACIER

c'est la fusion. La fusion de l'acier s'opère clans des creusets, àTabri des gaz de la combustion ; elle donne un métal excellent qui peut servir à la confection d'instr umen ts tranchants d'une qualité supérieure. La figure 88 représente le four employé pour cette opération.

L'invention de Vaczc?^ fondu date de 17ii0; elle est due à Benjamin Huntsman , qui éleva près de Sheffîeld un établissement important où il fit le premier l'acier fondu.

Quoique cette fabrication ait été bien perfectionnée depuis son origine, elle présentait encore de grandes difficultés quand on voulait obtenir des pièces d'un volume considérable: chaque creuset ne contenant environ que ÛO à 50 kilog.

de métal fondu, on n'arrivait que très-difiîcilement à couler des objets d'un poids élevé. En août 1856, M. Bessemcr publia en Angleterre un mémoire oii il annonçait avoir trouvé un procédé par lequel il pouvait, au moyen de la fonte, obtenir de l'acier fondu en grandes masses, et par conséquent diminuer considérablement le prix de ce métal, tout en lui donnant la possibilité de se mouler. Ce procédé fut immédiatement employé à Sheffield, aux mines d'Atlas- Works; depuis, il s'est répandu en France et fonctionne avec régularité dans les forges d'Imphy, du Creusot, de Rive-de-Gier, de Terre-Noire, de Voulte et Bességes, de Châtillon, de Commentry et de Niederbronn. Il consiste à faire passer au milieu d'une masse de fonte en fusion un courant d'air actif dont l'oxygène brûle le silicium et le charbon combiné au fer. Cette combustion produit une telle chaleur, que le fer provenant de cet affinage reste lui-môme liquide.

FiG. 88. — Four à fusion de racier (coupe et plan).

Lorsqu'on reconnaît h l'aspect de la flamme que le silicium et le charbon sont complètement brûles, on mélange au fer fondu une certaine quantité de fonte qui, suivant sa nature et la proportion dans laquelle on la fait intervenir, forme les aciers de difTérentcs marques.

La fabrication de l'acier Bessemer est encore un de ces spectacles imposants dont l'industrie du fer nous a déjà donné quelques exemples. Elle se pratique dans de grandes cornues ou convertisseurs en terre réfractaire, recouvertes d'une tôle épaisse et fortement boulonnée. La cornue (Gg. 89 et 90) peut pivoter autour de deux tourillons horizontaux, de manière à [)rendre diflerentes positions. Lorsque l'appareil est vertical, il présente le bec sous une hotte de tôle surmontée d'une cheminée. Le vent arrive d'une machine soufflante à l'appareil par un tuyau F (fîg. 90), se répand dans l'espace D, et de là, par le tuyau G, passe dans une boîte B; au-dessus de cette boîte se trouve un bouchon mobile xxj dans lequel sont des canaux en terre réfractaire, par lesquels Tair entre dans le convertisseur.

La fonte destinée à raffinage est fondue dans des fourneaux ou cubilots^ situés à un niveau supérieur à celui du convertisseur. On commence par faire brûler du coke dans le convertisseur pour le porter à une haute température. Quand il est assez chaud, on le fait basculer, de manière à mettre son ouverture en communication avec une rigole métallique que l'on installe depuis le fourneau de fusion de la fonte jusqu'à lui. On ouvre le trou de coulée du cubilot, et la fonte liquide s'écoule dans le convertisseur. Quand il en a reçu une quantité suffisante, on le relève et on procède à l'afQnage par l'action du courant d'air. Une flamme rougeâtre s'élance au dehors; elle €st accompagnée de brillantes gerbes d'étincelles. Peu à peu ces étincelles diminuent, la flamme devient plus blanche et plus vive, pour diminuer ensuite d'intensité et d'éclat. Cette décroissance annonce Ja fin de l'opération. On fait basculer de nouveau le convertisseur et l'on verse à l'aide d'une poche mobile la quantité de fonte en fusion destinée à produire Taciération; cette addition de fonte produit un bouillonnement tumnlteux, et au bout de quelques secondes l'opération est terminée. La partie gauche de la figure 89 représente le moment oîi Ton ajoute la fonte.

Dix-huit minutes suffisent pour faire 3000 kilogrammes d'acier.

Il faut maintenant procédera la coulée. Au pied du convertisseur retrouve en général une grande plate-forme circulaire; autour d'elle est creusé un fossé, oii l'on a placé les moules qui doivent recevoir l'acier. Au centre de cette plate-forme se dresse un cylindre creux; dans ce cylindre peut tourner et se mouvoir dans le sens vertical

ACIER

un autre cylindre, qui porte vme longue tige soutenant à l'une de ses extrémités une poche garnie de terre réfractaire. Cette poche est entourée de tôle et son fond est muni d'une soupape que l'on peut ouvrir ou fermer du dehors. Le cylindre creux communique avec unepresse hydraulique dont la pression servira h le soulever. Au moment de procéder h la coulée , on fait agir la presse hydraulique qui amène la poche de terre jusqu'au niveau du convertisseur que l'on fait basculer pour la troisième fois ; l'acier fondu coule dans la poche , et lorsqu'elle est remplie, on la laisse redescendre pour la promener ensuite audessus des différents moules; on l'arrête au-dessus de chacun d'eux et l'on soulève la soupape. Le métal liquide s'écovile et remplit le moule. Cette méthode permet de couler des pièces d'acier d'un volume considérable : les pièces d'un mètre cube se font d'une manière courante.

On peut dire que la découverte de Tacier Bessemer est appelée à produire une véritable révolution dans l'industrie : l'acier se substituera de plus en plus au fer, et les organes de nos machines seront à la fois plus solides et plus légers. Les compagnies de chemins de fer commencent déjà à substituer les rails d'acier aux rails de fer. On estime qu'un rail de fer est mis hors de service lorsque la circulation des trains a fait passer sur lui un poids total de douze millions de tonnes. La résistance des rails d'acier peut être regardée comme six ou sept fois plus grande. En 1879, la France a produit 327 670 tonnes d'acier; dans ce nombre les rails d'acier faits par le procédé Bessemer figurent pour 249 550 tonnes.