MINERAIS DE FER

matière de fabrication d'acier. Aujourd'hui le mouvement industriel se déplace, le minerai de Bilbao se traite plutôt dans les usines plus voisines des ports de l'Océan comme au Boucau (près Bayonne) , à Trignac (près Saint- Nazaire), à Denain (Nord).

Du reste on sait maintenant tirer parti des minerais les plus médiocres ; et en fait de gisements sédimentaires notre pays possède un des bassins les plus riches et les plus favorisés, celui de Meurthe-et-Moselle.

Minerais en couches. — Le minerai oolithique y forme des couches presqu'indéfinies au milieu des calcaires jurassiques. Elles ont d'abord été exploitées aux affleurements, et, après la guerre de 1870, le traité de Francfort nous a enlevé presque toute la partie alors connue de ces beaux gisements. Mais l'industrie lorraine ne s'est pas découragée. Des maîtres de forges n'ont pas craint de déplacer de grandes usines pour venir les rebâtir sur la terre française. On a retrouvé peu à peu le prolongement en profondeur des couches oolithiques. Sur toute la vallée de Longwy à Nancy, des mines se sont ouvertes, des hauts fourneaux ont surgi de terre, et nos vainqueurs étonnés ont pu voir une nouvelle province métallurgique, créée de toutes pièces, grandir et prospérer en face de celle qu'ils nous avaient prise.

Dans les Ardennes et la Haute-Marne, on exploite aussi d'autres couches, moins riches, mais donnant des fontes de meilleure qualité.

Les minerais en grains du Berry forment des couches

très étendues vers la base des terrains tertiaires. Ils sont pauvres, exigent un lavage coûteux pour les enrichir, et leur traitement est assez difficile. Ils alimentent les usines de Montluçon et de Commentry; mais ces établissements utilisent aussi beaucoup de minerais étrangers, et ne peuvent marcher que grâce au voisinage de bassins houillers.

La vallée du Rhône, le Gard, nous offrent plusieurs amas exploités dans les terrains secondaires (la Voulte, Privas), mais leur extension est limitée; la métallurgie a eu son moment de prospérité par la fabrication de l'acier avec le concours des minerais de la Méditerranée, il est douteux qu'elle le retrouve.

Dans tous ces districts, on ne trouve pas, comme en Angleterre, le minerai et le charbon réunis. Le bassin de Decazeville est le seul en France où Ton ait pu exploiter le fer carbonate du terrain houiller. Ce carbonate (tout différent du fer spathique cristallin des filons) est très impur. Il a un aspect lithoïde et se rencontre en couches au toit même de la houille. On trouve aussi dans le voisinage de Decazeville des couches de minerai oolithique dans le terrain jurassique (à Mondalazac) et des amas d'hématite rouge (à Lunel).

La fabrication de la fonte se fait dans un appareil nommé haut fourneau. C'est une sorte de grande cuve

verticale, rétrécie au sommet et à la base. Elle est remplie de minerai et de charbon qu'on y verse régulièrement par l'orifice supérieur nommé gueulard. Ces charges descendent lentement et s'échauffent à mesure au contact des gaz produits par combustion dans la région inférieure; le minerai se réduit peu à peu. Arrivé en bas, dans l'ouvrage, le charbon brûle au contact de Tair que des machines soufflantes injectent par les tuyères; le fer se combine au carbone en donnant de la fonte liquide; les matières étrangères (silice, argile, calcaire, etc.) fondent aussi en formant ce qu'on appelle le laitier. Ces deux liquides, de densité inégale, se séparent et on les fait écouler chacun de leur côté.

Cette industrie n'a donné lieu depuis longtemps à aucune découverte saillante. Les procédés n'ont pas changé dans leur principe. Cependant les moyens se sont tellement développés, qu'une usine d'aujourd'hui ressemble à une usine d'il y a soixante ans à peu près comme nos vaisseaux cuirassés ressemblent aux galères romaines.

Ces progrès peuvent s'envisager sous deux faces : le côté matériel et le côté scientifique.

Au point de vue matériel, les appareils sont devenus beaucoup plus grands et plus puissants. Les hauts fourneaux anciens avaient des hauteurs de 8 à 10 mètres, des volumes de 20 à 30 mètres cubes ; ils produisaient quelques tonnes par jour. Ceux de maintenant ont des

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hauteurs de 20 à 25 mètres, des volumes de 200 à 300 mètres cubes, ils produisent parfois plus de 100 tonnes par jour.

Au point de vue scientifique, la transformation n'a pas été moins radicale. Autrefois on fabriquait dans chaque usine, avec les minerais qu'on avait sous la main, une qualité de fonte toujours à peu près la même, celle que ces minerais donnaient le plus facilement; aujourd'hui, avec n'importe quel minerai, on fait è peu près toutes les qualités qu'on veut. On a même appris à faire des fontes nouvelles contenant en grande quantité des métaux rares ou presqu'inconnus jadis, comme le manganèse et le chrome.

Progrès effectués dans la conduite des hauts fourneaux. — Le haut fourneau est peut-être l'appareil industriel qui par sa nature reste le moins accessible à la main de l'ouvrier et à l'œil du savant.

On lui confie en haut du charbon, du minerai, du calcaire, il rend par le bas de là fonte et des laitiers fondus. Mais que se passe-t-il entre deux ? On ne peut y regarder ni y intervenir. Quand son fourneau se dérangeait et ne donnait plus rien de bon, le fondeur d'autrefois restait abattu comme devant un fléau naturel.

Aussi peu s'en fallait qu'on n'attribuât à cet appareil une puissance mystérieuse, et qu'on ne lui rendît une espèce de culte. Pour en tracer les dimensions, comme pour le diriger, on observait dans chaque pays des règles

FABRICATION DE LA FONTE 37 ^j

traditionnelles, sans oser s'en écarter d'un centimètre. Le fondeur, le constructeur procédaient à leurs opéra tions avec la régularité respectueuse d'un prêtre qui accomplit un rite. On croyait aussi que certains minerais avaient des vertus spéciales, inexpliquées, capables de survivre à la fusion et de se retrouver dans la fonte obtenue. Il n'y a pas longtemps qu'on parlait encore de propension aciéreuse ; le bon acier ne pouvait se faire qu'en partant de quelques minerais privilégiés.

Aujourd'hui, ces superstitions disparaissent, et si le haut fourneau a vu décupler sa puissance, le prestige mystérieux qui l'entourait a diminué. On ne redoute plus tant ses caprices, qu'on a appris à dompter.

Le travail du fourneau se borne, en somme, à faire réagir les unes sur les autres les matières chargées au gueulard et à les exposer à l'action des gaz produits dans l'ouvrage. Pour qu'il s'accomplisse bien, que fautil ? Que le fourneau reçoive un mélange bien dosé où les divers éléments soient en proportions convenables, et que les charges y descendent régulièrement sans se tasser, sans former des engorgements à travers lesquels le gaz ne passerait pas. En deux mots, il faut que le fourneau soit bien nourri et qu'il digère bien.

Les petits hauts fourneaux d'autrefois avaient mau* vais estomac. Au moindre écart de régime, ils se dérangeaient. Les laitiers fondaient mal, la fonte n'avait plus la qualité voulue, l'ouvrage se refroidissait^ on faisait des loups, etc.

Lb Vbrmbr, MéUllargie. 3

Faute de savoir parer à ces difficultés, on était embarrassé dès qu'il fallait traiter de nouveaux minerais, ou modifier en quoi que ce soit les conditions de la fabrication.

Quelquefois, ceux qui possédaient les meilleurs minerais se trouvaient embarrassés par Texcès même de leurs richesses. Ainsi, on a admis longtemps qu'il était difficile de faire certaines qualités de fonte (fonte grise) avec des minerais riches. Pourquoi? Parce que, ces minerais se réduisent et fondent plus vite, les irrégularités d'allure se produisent aussi plus vite, et on n'a pas le temps d'y remédier, il n'y a plus, dans l'ouvrage, une masse de laitier suffisante pour former régulateur de chaleur.

Aujourd'hui, ces difficultés sont négligeables ; avec n'importe quel minerai, on produit toutes les qualités de fonte. On fait digérer aux fourneaux ce que Ton veut.

Ce progrès tient à plusieurs causes.

En devenant plus grand, le fourneau est devenu plus robuste. Par sa masse, il résiste aux influences perturbatrices ; il ne se refroidit plus aussi facilement ; les dérangements ne sont plus si brusques, et on a le temps d'y remédier en rectifiant le régime.

Dans les fourneaux actuels, la grande masse de matières chaudes qu'ils contiennent, fait une sorte de volant de chaleur, leurs dérangements ne se produisent plus d'une manière si brusque, et on a le temps d'y parer en modifiant la composition des charges.

FABRICATION DE LA FONTE 3g

D'autre part, on a perfectionné la construction des hauts fourneaux, et aussi Tart de les conduire.

En analysant chaque jour ce que le fourneau reçoit et ce qu'il rend, on a appris à bien doser sa nourriture, à corriger les défauts de chaque minerai par des mélanges convenables.

Il ne suffit pas que le fourneau soit bien alimenté, il faut que la descente des charges s'y fasse bien régulièrement.

Forme des hauts fourneaux. — La façon dont les charges descendent dépend de la forme de la cuve. En étudiant d'une manière rationnelle l'influence de cette forme, au lieu de calquer aveuglément des modèles empiriques, en assurant par des appareils spéciaux la répartition méthodique des charges sur la surface du gueulard, au lieu de les jeter au hasard comme autrefois, on a facilité la digestion du fourneau.

Gruner a rendu à ce point de vue de grands services à la science. Ses études raisonnées sur la marche des fourneaux, sur les appareils de chargement, ont permis de dégager du chaos des observations des principes nets et simples. Les formes élancées qu'il a préconisées sont celles qu'on adopte aujourd'hui dans les fourneaux américains où l'on a réalisé un plus grand volume, une marche plus rapide et plus économique que partout ailleurs.

Caractères de la construction moderne, — Certains progrès de détail dans la construction permettent -

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-, le tole, mais d'épaisseur modérée (âg. 12). Elle

est soutenue par des colonnes en fonte, ou des cadres isolés. L'accès du creuset est libre sur tout le pourtour.

!||Fio. 13. — Creuset de fourneau avec plaques de refroidisBemenl.

L'ouvrage, parfois les étalages sont revêtus de plaques de fonte incessamment arrosées à l'extérieur (fig. 13), Grâce à cet artifice, les laitiers qui les touchent à l'intérieur se figent contre les parois au lieu de les corroder.

J'insisterai sur ce détail, car il y a là un principe fécond, dont les métallurgistes modernes ont tiré grand parti dans la construction de tous les appareils exposés à de hautes températures. Autrefois, on les renforçait par d'énormes massifs de maçonnerie; c'était enfermer le loup dans la bergerie. Ces murs épais concentraient la chaleur davantage et se rongeaient plus vite. Leur grande épaisseur en retardait la chute, mais n'empêchait pas la corrosion.

Pour qu'une paroi chauffée d'un côté se maintienne, il faut qu'elle soit en équilibre calorifique, c'est-à -dire que le refroidissement extérieur lui enlève autant de chaleur qu'elle en reçoit. Pour cela, il faut qu'elle soit assez mince pour laisser passer la chaleur. Le moyen de conserver les parois des fours, ce n'est donc pas de les épaissir, c'est de les refroidir à l'extérieur par l'arrosage ou par des courants d'air. Aussi, on ne voit plus dans nos forges ces fourneaux massifs, ces montagnes de maçonnerie dont la solidité n'était qu'apparente : les appareils modernes, quelque grands qu'ils soient, sont légers de construction.

Appareils à air chaud. — Enfin, le fourneau a été muni d'un auxiliaire puissant, qui double pour ainsi dire son énergie : ce sont les appareils à air chaud ; l'emploi de l'air chauffé assure le développement d'une température plus élevée : c'est comme un tonique qui vient fouetter le tempérament du fourneau.

Au lieu de souffler de l'air froid par les tuyères, on

souffle de Tair à 600 ou 800 degrés : la combustion du charbon par cet air chaud développe une température plus élevée. Ce perfectionnement n'exige pas une dépense nouvelle de combustible; au contraire, il a permis de réduire la consommation de coke. On se sert, pour chauffer l'air, des gaz du gueulard qui contiennent assez d'oxyde de carbone pour pouvoir se brûler. On utilise ainsi un élément combustible qui était perdu autrefois.

Cette innovation a pris naissance en Angleterre, et a mis longtemps à se faire accepter sur le continent où on lui reprochait de nuire à la qualité des fontes. C'est aussi en Angleterre qu'ont été inventés les appareils de chauffage en briques, aujourd'hui adoptés dans toutes les grandes usines.

On a commencé par chauffer l'air dans des tuyaux en fonte. On ne pouvait alors dépasser 400 degrés, les tuyaux seraient détériorés : avec les appareils en briques qui se sont propagés depuis une vingtaine d'années, on atteint 800 à 900 degrés. Cette augmentation de température a permis, non seulement d'économiser plus de 10 pour 100 sur le combustible, tout en augmentant la production, mais d'aborder certaines fabrications très difficiles autrefois. C'est la nouveauté la plus importante à signaler dans l'outillage du haut fourneau.

Ces appareils sont des espèces de grandes ruches, pleines de cellules en briques réfractaires, où l'air se chauffe par contact direct avec les parois incandescentes (fig. 14). On y fait passer d'abord les gaz du

gueulard qu'on mélange d'un peu d'air pour les brûler : puis quand toute la masse est chauffée à blanc, on reaverse le sens de la circulation : c'est l'air de la machine soufflante qui traverse cet amas de briques ardentes avant de se rendre aux tuyères. Quand il leur a pris

Fio. 14. — Coupe d'uD haut fourneau avec appareil à air chaua.

une partie de leur chaleur, on y fait de nouveau brûler du gaz. 11 faut 'donc avoir au moins deux appareils, dont chacun est alternativement en chauffage au gaz, puis en refroidissement à l'air. En général Q y en a trois, à cause des réparations, souvent quatre ou cinq. Le haut fourneau se dresse au milieu de cette escorte de fours, presque aussi grands que lui.

On a, en effet, accru progressivement leur volume pour rendre le chauffage plus énergique. On leur donne

aujourd'hui des hauteurs de 18 à 20 mètres, avec des diamètres de 6 ou 8. Il vaut mieux, pour assurer une circulation régulière des gaz, développer les dimensions en hauteur qu'en largeur.

Le grand ennemi de ces appareils, ce sont les poussières qu'entraînent les gaz du gueulard. Elles obstruent les ruches qui sont difficiles à nettoyer, souvent elles provoquent la fusion des briques par les oxydes métalliques qu'elles contiennent (fer, zinc, manganèse) et qui se combinent à la silice : en tout cas, un appareil encrassé chaufiTe l'air beaucoup moins bien. Aussi, dans les installations récentes, on place sur les conduites qui amènent les gaz du gueulard de grands tambours en tôle pour favoriser le dépôt préalable des poussières.

Accessoires du haut fourneau. — Soufflerie. — Outre ces satellites, le haut fourneau s'est entouré de toute une machinerie puissante pour le transport des matières, la soufflerie, etc. De l'organisation de ces services accessoires dépend en grande partie l'économie de la marche.

Au point de vue du développement matériel et de la puissance de production, les Américains ont dépassé de beaucoup tout ce qui se fait en Europe ; les hauts fourneaux de Pensylvanie atteignent des productions de 200 à 300 tonnes par vingt-quatre heures, en brûlant 850 à 900 kilogrammes de coke par tonne de fonte Bessemer, alors qu'en Europe un haut fourneau donne

rarement plus de 100 tonnes par vingt-quatre heures et brûle 1000 à 1100 kilogrammes de coke.

Ce succès est dû à la forme bien comprise de ces appareils, et aussi à la puissance des machines soufflantes, quatre ou cinq fois plus fortes que celles que nous employons d'ordinaire. La soufflerie, c'est le poumon du haut fourneau : nous avons en Europe bien des fourneaux presque aussi grands que ceux d'Amérique, mais ils sont poussifs, et ne font pas moitié autant de travail, parce qu'on leur a donné des souffleries trop faibles.

En Europe, une machine soufflante dessert en général plusieurs fourneaux, et elle est réglée de manière à donner toujours la même pression. Si le fourneau s'engorge, l'air y passe moins facilement et la marche se ralentit. En Amérique, une machine ne dessert qu'un fourneau et peut augmenter sa pression de manière à fournir toujours le même volume d'air, quelle que soit la résistance qu'il rencontre. On peut ainsi maintenir la production constante et marcher à une allure plus rapide.

Il y a assurément là un bon exemple à imiter. Toutefois, il n'est pas certain que la marche à outrance adoptée en Pensylvanie puisse réussir avec tous les minerais, ni même qu'elle soit avantageuse dans les conditions industrielles où se trouvent nos usines.

Fabrication des fontes spéciales. — En fait de progrès scientifique, nous trouverons en France les

plus beaux exemples; on peut citer comme le dernier mot de l'industrie, à ce point de vue, la fabrication des fonte spéciales, pour lesquelles nos usines ont toujours tenu la tête du mouvement.

On nomme fontes spéciales des alliages complexes où l'on fait entrer des proportions plus ou moins considérables de corps étrangers, comme le manganèse, le silicium, le chrome. Elles servent de réactifs dans diverses opérations métallurgiques, surtout dans la fabrication de l'acier. Ces corps sont tous difficiles à réduire; on ne savait autrefois les préparer qu'en creuset : leur fabrication était plutôt une opération de laboratoire qu'un procédé industriel. C'a été un résultat considérable que d'arriver à les réduire au haut fourneau, il a permis d'abaisser beaucoup leur prix de revient; c'est ce qui a permis à leur emploi de se propager ; si on n'avait pas réussi à les produire en grandes quantités et à bas prix, la fabrication de l'acier n'aurait pu réaliser les progrès remarquables qu'elle doit à l'usage journalier de ces réactifs.

La fabrication des fontes spéciales exige toujours de très hautes températures et de fortes consommations de coke : presque insurmontable dans les anciens fourneaux, cette difficulté est devenue moins grave, grâce à l'emploi de l'air surchaufie. La principale question, c'est de composer le lit de fusion de manière que le laitier ne retienne pas, par une affinité trop énergique, l'oxyde que Ton veut réduire. S'il s'agit d'un oxyde jouant le

rôle de base forte, comme celui du manganèse, il faut que le laitier soit riche en bases capables de le remplacer et de combattre son affinité pour la silice; c'est surtout la chaux qui remplit cette fonction. Si, au contraire, le corps qu'on veut réduire forme des oxydes acides comme le chrome ou le silicium, pour ne pas le retenir il faut des laitiers moins basiques, et plutôt riches en alumine qui est une base faible. Dans tous les cas, ces laitiers doivent être réfractaires pour ne pas fondre trop vite dans la cuve du fourneau. L'action réductrice du carbone, dans le fourneau, ne peut s'exercer que sur les corps solides : dès que le laitier fond, il filtre à travers les charges, tombe dans le creuset, sans achever de se réduire : les allures chaudes ne sont donc possibles qu'avec des laitiers réfractaires y qu'on peut surchaufier sans les fondre ; aussi sont-ils toujours peu siliceux : il faut cependant, malgré cette composition anormale, qu'ils aient une fluidité suffisante pour pouvoir être coulés. On y arrive par l'adjonction de petites quantités de bases supplémentaires, comme la magnésie et la baryte, car les silicates sont toujours d'autant plus fluides qu'ils contiennent plus de bases diverses. Mais ce n'est pas tout de composer un laitier convenable, il faut encore qu'il conserve ses propriétés et sa nature. Or, avec ces allures extra chaudes, les laitiers réagissent énergiquement sur les parois du fourneau ; ils rongent les briques et dissolvent de la silice. Ce phénomène n'a pas seulement Finconvénient de dégra-

FABRICATION DE LA FONTE 4g

der l'appareil, il trouble l'opération en modifiant la composition du laitier. On est arrivé à combattre ces corrosions en refroidissant énergiquement l'ouvrage à l'extérieur et en garnissant le creuset avec des briques de graphite, au lieu des briques d'argile ordinaires.

On voit que ces fabrications sont de véritables opérations scientifiques; il faut des études chimiques approfondies pour établir et conserver une allure anormale que mille circonstances peuvent déranger. Dans cette branche de la métallurgie, les usines françaises ont été presque toujours à la tête du progrès. Les travaux faits à l'usine de Terrenoire sur l'emploi du ferro-manganèse, du silico-spiegel, sont pour ainsi dire classiques ; ce sont eux qui ont donné l'impulsion et montré tout le parti qu'on pouvait tirer de ces nouveaux produits. L'usine de Saint-Louis, près de Marseille, s'est fait une spécialité des tours de force en fait de fabrications de fontes ; c'est elle qui est toujours arrivée la première, à faire les fontes spéciales avec des teneurs invraisemblables, comme les ferro-manganèses à plus de 80 pour 100, les ferro-chromes à plus de 60 pour 100.

Fontes manganésées. — On désigne sous le nom de Spiegeleisen les fontes manganésées à moins de 20 pour 100; on réserve le nom de Ferro-Manganèse aux alliages plus riches, La teneur maxima qu'on ait atteinte est d'environ 83 pour 100. On a d'abord fabriqué ces alliages riches au creuset, puis au four Siemens,

aujourd'hui ils se font couramment au haut fourneau. On a éprouvé beaucoup de difficultés pour y parvenir, et, aujourd'hui encore, les usines tiennent soigneusement leurs conditions de marche secrètes. Cependant les principes généraux sont assez bien connus.

Il faut, pour réduire l'oxyde manganèse, un laitier riche en chaux; la difficulté principale est de donner à ces laitiers basiques une fusibilité suffisante. On a essayé d'y ajouter du spath fluor. On a renoncé aux additions de spath fluor, parce que les gaz du gueulard deviennent incombustibles et corrosifs. On cherche à former un laitier à bases multiples. On réussit très bien en ajoutant du sulfate de baryte, la baryte est à la fois une base forte et un fondant. A son défaut, on réussit très bien en introduisant un peu de magnésie, en sub stituant la dolomie à la castine ordinaire. Le laitier ne doit guère contenir plus de 30 pour 100 de silice, sa teneur en chaux doit dépasser 40 pour 100; la proportion d'alumine doit rester au-dessous de 10, on introduira environ 10 pour 100 d'autres bases terreuses; l'oxyde de manganèse y passe toujours en quantités considérables. Il est difficile en pratique de laisser dans le laitier moins de 1 de manganèse pour 3 de silice.

Une autre partie du manganèse (10 pour 100 environ de la teneur du lit de fusion) se perd, sous forme de fumées rousses qui s'échappent avec les gaz du gueulard. Il est probable qu'il se volatilise à l'état métallique et se

réoxyde au gueulard. Ces oxydes se déposant dans les appareils sont une cause de gêne sérieuse.

Une température très élevée est nécessaire , la consommation de coke va à 2 tonnes, 2 tonnes 1/2 par tonne de fonte en marche riche. L'emploi d'air très chaud est à peu près indispensable, et les appareils de chauffage en brique ont été un auxiliaire précieux pour la réussite de cette fabrication.

Les minerais riches de manganèse viennent surtout du Caucase, du Chili et d'Espagne. Ce sont des oxydes, plus ou moins associés à des oxydes de fer. On déterminera la quantité des différents minerais à employer d'après la teneur qu'on veut obtenir, en tenant compte des causes de déchet indiquées plus haut.

Le spiegel a une structure lamelleuse caractéristique, le ferro-manganèse à plus de 50 pour 100 prend une structure bacillaire. Les alliages à plus de 25 pour 100 ne sont pas attirables à l'aimant. A plus de 80 pour 100 ils deviennent très oxydables, et ne peuvent se conserver qu'à l'abri du contact de l'air, par exemple en les enduisant de pétrole. Ces alliages contiennent presque toujours 5 à 6 pour 100 de carbone, et souvent quelques millièmes de phosphore. On s'en sert comme réactifs dans la fabrication de l'acier, nous étudierons leur rôle plus tard.

Ferro 'Silicium. — Le ferro-silicium est une fonte riche en silicium dont la teneur peut varier de 5 à 10 ou 12 pour 100.

On le prépare au haut fourneau, en fondant des minerais de fer siliceux, parfois des silicates de fer acides comme les scories du Bessemer ou du Martin ordinaires, à très haute température ; la consommation de coke peut monter à 3 tonnes ; le laitier doit être très réfractaire, mais pas trop basique, de manière que la silice n'y soit pas trop énergiquement retenue. On ne peut marcher avec des laitiers riches en silice, comme cela semblerait naturel, car ils seraient trop fusibles. On lève la difficulté en chargeant le laitier d'alumine qui le rend réfractaire, tout en agissant comme une " base faible : ainsi la teneur en alumine pourra être 20 à 25 pour 100; la teneur en silice de 30 à 35; pour obtenir une fluidité suffisante, on pourra encore ajouter avec la chaux de petites quantités d'autres bases, baryte ou magnésie. Si le laitier était moins alumineux et plus calcaire, on ne pourrait réduire le silicium qu'en forçant encore plus la température. Dans de bonnes conditions, on arrive à réduire environ le tiers de la silice du lit de fusion.

On emploie cet alliage dans les fonderies pour aider au moulage des fontes ordinaires. La fonte de moulage, pour avoir une fluidité suffisante, doit être grise, c'est— à- dire contenir une partie au moins du carbone à l'état de graphite, non à l'état de carbure. Elle perd rapidement cette propriété par la refonte. Elle la doit à la présence du silicium, qui précipite en quelque sorte le carbone et l'empêche de rester combiné au fer. Le sili—

cium disparaît facilement par Toxy dation, mais si on en restitue par des additions convenables, on peut transformer la fonte blanche en fonte grise.

Autrefois, pour utiliser au moulage les bocages de fonte, on les passait au cubilot avec des fontes d'Ecosse, qui peuvent contenir 2 pour 100 de silicium. Aujourd'hui on lui substitue l'emploi du ferro- silicium, qui est beaucoup plus riche; on a donc besoin d'en ajouter beaucoup moins, ce qui, outre l'avantage économique, permet de ne pas introduire en aussi grande quantité les impuretés qui se trouvent toujours dans les fontes préparées à allure chaude. On peut aussi obtenir des fontes très résistantes et très tenaces en fondant au cubilot des riblons de fer ou d'acier avec 20 pour 100 de ferro- silicium.

Silico-spiegel. — On se sert aussi du silicium comme addition à l'acier fondu pour éviter les soufflures ^ Mais dans ce cas on l'emploie plutôt concurremment avec le manganèse, sous la forme de silicospiegel.

Le silico-spiegel contient 8 à 10 pour 100 de silicium, et 15 à 20 pour 100 de manganèse.

La fabrication du silico-spiegel est la plus délicate de toutes, car la réduction du manganèse et celle du silicium exigent des conditions contraires ; la première veut des laitiers très basiques, la seconde des laitiers

^ Voir au chapitre suivant les détails sur cet usage.

pauvres en bases fortes ; on est donc force d'employer des laitiers qui ne conviennent parfaitement à aucun des deux éléments. On réalise néanmoins leur réduction en forçant la température, mais avec un déchet plus fort. On se rapprochera des laitiers de spiegel, car il faut ménager surtout le manganèse dont les minerais ont une grande valeur; cependant ils seront plus siliceux : on pourra aller à 35 pour 100 de silice, et même un peu plus, avec 10 pour 100 d'alumine : le laitier se chargera de manganèse, on utilisera seulement la moitié de ce métal.

Ces fontes riches en silicium ne sont pas très carburées, elles ne tiennent pas plus de 2 à 3 pour 100 de carbone. Elles ont souvent quelques millièmes de phosphore. Lorsqu'il s'agit de ferro-silicium pour ajouter à la fonte de moulage, ce dernier corps a peu d'inconvénients; il a même parfois des avantages, et on fabrique des ferro-silicium contenant jusqu'à 1 pour 100 de phosphore.

Fontes au chrome et au tungstène. — Le ferrochrome et le ferro-tungstène servent à fabriquer des aciers spéciaux où l'on ajoute de petites quantités de ces corps.

Le chrome a peu d'affinité pour la silice et ne tend pas à rester dans le laitier. Il suffit, pour les bien réduire, d'avoir une allure très chaude et, par suite, des laitiers réfractaires. La principale difficulté, c'est la peine qu'on éprouve à couler le métal qui est très peu

fusible. Tant que la teneur en chrome n'est pas trop forte, on arrive encore à force de coke et d'air chaud à rendre le métal à peu près liquide, mais pour les ferro-chromes au dessus de 80 à 35 pour 100 on n'obtient plus la fluidité nécessaire pour que la fonte puisse sortir par un trou de coulée. On remplace alors le haut fourneau par une sorte de cubilot dont le creuset est mobile sur un chariot : une fois ce creuset plein de métal pâteux, on l'enlève de côté, on le remplace par un autre, on peut alors retirer à loisir le bloc de ferrochrome qui ressemble plus à une éponge qu'à un lingot. On a pu ainsi fabriquer des ferro-chromes jusqu'à 65 pour 100.

^ Je crois que le ferro-tungstène se fait aujourd'hui de la même manière.

Les grandes usines à fonte de France peuvent se diviser en deux catégories : celles qui traitent des minerais indigènes et celles qui importent des minerais étrangers. Les premières sont les mieux placées pour la fabrication économique des fontes communes, tandis que les autres produisent plutôt des fontes d'affinage supérieures.

District de VEst. — Le plus grand centre de production est de beaucoup le département de Meurthe-et-

Moselle. Ce district a le minerai à un bon marché exceptionnel, et quoique Ton soit obligé de faire venir le combustible de Belgique ou du Nord, on arrive encore à faire la fonte à des prix presque aussi bas que dani» les pays les plus favorisés.

Longtemps la production y a été limitée, les fontes phosphoreuses ne pouvaient servir qu'à faire des fers puddlés. Depuis qu'on sait fabriquer l'acier basique, les fontes de l'Est sont devenues propres à toutes les fabrications. Les usines ont surgi les unes à côté des autres, sur tout le territoire de Nancy et de Longwy. Elles sont installées avec tous les perfectionnements modernes. L'accès des matières premières est assuré par des voies spéciales, etc., les hauts fourneaux sont de grandes dimensions et parfaitement outillés. ^

Dans les autres districts moins favorisés, la fabrication de la fonte avec les minerais indigènes a fait moins de progrès. Les anciennes usines n'ont pas agrandi autant leur outillage ni développé leur production. Les hauts fourneaux des Ardennes, de la Champagne, de la Franche-Comté, ne sont plus que les restes d'une industrie qui décline devant la concurrence d'un voisinage trop puissant. Ils s'alimentent du reste en grande partie avec les minerais de Meurthe-et-Moselle.

Usines du Centre et du Midi. — Ces districts ne possèdent que le minerai. Quelques-uns de nos bassins du Centre ont à la fois le minerai et la houille. Cette coïncidence heureuse, qui a fait la fortune de la métal-

lurgie anglaise, semblait être pour eux un gage de prospérité assurée. Mais, charbons et minerais y sont bien plus coûteux qu'en Angleterre: les minerais ne sont pas, en général, de très bonne qualité, ni très abondants, et la plupart des usines qui s'y sont établies s'alimentent en partie avec les gisements lointains de l'Algérie, de l'Espagne ou des Pyrénées. Elles ne peuvent marcher que parce qu'elles sont doublées de grandes forges auxquelles les houilles grasses de ces bassins fournissent un combustible précieux.

Tel est le cas des usines du Gard, qui exploitent, près du bassin houiller, des amas d'hématites dans les terrains jurassiques. Ces minerais ont besoin d'un triage assez coûteux et sont peut-être menacés d'un épuisement prochain, ils n'entrent que comme appoint à côté des minerais étrangers : les forges qui les utilisent se sont développées surtout dans la période où la fabrication de l'acier ne pouvait se faire qu'avec les minerais purs de l'Algérie.

Le groupe métallurgique de Montluçon, Gommentry- Fourchambault, est situé près des houillères de Commentry, de Saint*Éloi, et à proximité des minières du Berry. Mais ces minerais, après criblage et lavage, y reviennent encore cher et sont difficiles à traiter.

Ces usines sont restées plutôt spécialisées pour la forge que la production de la fonte.

Bassin de VAveyron. — Le district de Decazeville était mieux traité par la nature. A côté d'amas de houille

très puissants, il possède ces minerais carbonates du terrain houiller, faciles à extraire et à traiter, dont on tire si bon parti en Ecosse et qu'on ne trouve qu'à rétat de rognons assez rares dans les autres bassins français.

Ces minerais sont un peu sulfureux, mais on trouve dans la région des filons de minerais manganésifères dont l'addition peut améliorer beaucoup la quantité de la fonte. Cependant la métallurgie n'a pas prospéré dans ce centre comme on pouvait le croire : l'exploitation de la houille même y a été entravée par des difficultés techniques ; l'amas n'était que trop puissant et sujet aux incendies spontanés, dont témoigne une montagne toujours en feu à quelques pas delà ville : les installations des hauts fourneaux n'ont pas suivi les progrès modernes, et le matériel démodé ne permettait pas une fabrication économique. Aujourd'hui on est en train de les renouveler, et ce district va sans doute prendre un développement rapide entre les mains de la Société de Fourchambault, qui a acquis les forges et les mines de Decazeville.

Forges situées sur les bassins houiller s. — Groupe du Nord. — D'autres groupes d'usines se trouvent sur des bassins houiUers où il n'y a pas de gîtes de fer et ne peuvent traiter que des minerais importés. Celles-là n'ont d'autre raison d'être que d'alimenter des forges ; en efiet la transformation de la fonte en fer et l'élaboration de ce métal, consommant beaucoup de charbon,

doivent s'installer sur des houillères, et si la situation permet, en outre, de faire venir des minerais à bon compte, il peut être avantageux de doubler la forge d'un haut fourneau. Les usines de ce genre sont des producteurs de fer et d'acier, plutôt que de fonte.

Le type de cette catégorie est le district du Nord ; des usines très nombreuses y sont établies sur le bassin d'Anzin ou dans son voisinage. Le développement des canaux, la proximité de la mer rendent les communications faciles et mettent à leur portée d'une part les minerais de Belgique, de Lorraine, du Luxembourg, de l'autre ceux de Bilbao.

Les bassins houillers de la Loire et du Creusot ne peuvent au contraire se procurer du minerai qu'à des prix élevés : les grandes forges qui s'y sont établies éteignent peu à peu leurs hauts fourneaux, et aiment mieux aller chercher au loin de la fonte que du minerai, car les frais de transport s'appliquent alors à un poids de matières moins considérable.

Usines établies au voisinage de la mer. — Enfin il y a des usines qui ne possèdent dans leur voisinage ni houillères, ni mine de fer, et dont l'emplacement ne présente qu'un avantage, la facilité des transports. Mais cet avantage est considérable. Ainsi les forges du Boucau, près de l'embouchure de TAdour, de Saint- Nazaire, près de l'embouchure de la Loire, ont à bon compte les charbons anglais et les minerais de Bilbao. La première peut avoir aussi par terre les minerais

carbonates des filons des Basses-Pyrénées, et la seconde les fers oligistes qui se trouvent en couches dans les terrains siluriens de Maine-et-Loire.

L'usine de Saint-Louis, près de Marseille, est aussi située sur le bord de la mer dans de bonnes conditions pour recevoir tous les minerais du bassin de la Méditer ranée, les manganèses du Caucase et d'Espagne. Elle s'occupe surtout de la fabrication des fontes spéciales.

L'importance relative des principaux centres de production se classerait comme suit diaprés la statistique de 1890.

Statistiqite :

Meurthe-et-Moselle. * . . . • 1« 100 «000 tonnes

Nord et Pas-de-Galais 320.000 —

Groupe de FEst (Ardeunoi, Haute- Marne) 80.000 —

Saône-et-Loire (Creuset) .... 80.000 —

Gard 60.000 —

Landes (le Boucau) 60.000 —

Allier 40.000 —

Loire et Rhône ....... 30.000 —

La production totale de la France étant |de 2 millions environ.

Le groupe de Meurthe-et-Moselle a une prépondérance encore plus grande si l'on considère le minerai au lieu de lafonte, il en produit près de 3.000.000 de tonnes, quand le reste de la France en donne moins de 600.000. Cependant, il ne se suffit pas à lui-même et importe