INDUSTRIE DE FER

Depuis des siècles, la fabrication de fer est Tune des branches les plus importantes de l'industrie de la Suède, et le fer suédois est connu par ses excellentes qualités. Deux circonstances principales y ont contribué: les immenses ressources du pays en bons minerais, exempts d'impuretés, et l'emploi exclusif de charbon de bois pour la production de la fonte.

Au commencement du siècle dernier, on ne fabriquait guère que de la fonte et du fer affiné au bas foyer, dont on exportait la plus grande partie comme fer en barres, pour être transformé en acier et en fer marchand. Pendant la seconde moitié du même siècle, la Suède a réalisé, comme d'autres pays, de grands progrès dans la fabrication de fer, grâce à de nombreuses améliorations techniques et à de nouvelles méthodes d'affinage, comme, entre autres, le procédé Bessemer et le procédé Martin.

Toutefois, l'acier doux fabriqué à l'étranger à sole basique a été nn concurrent dangereux pour le fer affiné suédois. Aussi la production en a-t-elle été sensiblement réduite. De l'autre côté, la manufacture de rexcellent acier suédois a réalisé de grands progrès, amplement démontrés par des expositions universelles et nationales, auxquelles ont pris part des usines suédoises, telles que Domnarfvet, Uddeholm, Bofors, Finspong, Nykroppa, Sôderfors, Iggesund et tant d'autres.

Dans les anciens temps, le fer se fabriquait toujours, en Suède comme ailleurs, directement du minerai. La première méthode connue était celle de la production de fer dans des fourneaux à vent ou à soufflet (bl&stersmide).

Le fourneau mesurait environ 2 mètres de hauteur; la partie inférieure ou la sole formait un rectangle, le gueulard était circulaire, et le fourneau s'élargissait du bas en haut. Le minerai était de la limonite, et comme combustible on employait du bois dont on remplissait la petite cheminée. Dès que ce bois s'était carbonisé, on chargeait le fourneau d'une certaine quantité de minerai, puis l'on y introduisait l'air au moyen de petits soufflets. Les charbons consumés, il restait au fond du fourneau une loupe de fer doux avec un laitier riche en fer. La loupe était retiré du gueulard à l'aide d'une forte tenaille, puis forgée. — Le fer fabriqué par ce procédé était, au 12»« et au 13™« siècle, généralement exporté bien au delà de nos frontières, et portait dans le commerce le nom de fer d'0«moià (Osmundsjem).

Fourneau à vent.

Ces fourneaux furent 1 dans le courant du 15" et la cheminée rétréde Tenle gueulard, la limonite fut lÉlplacée par des minerais en roolfi, et le bois par du charbon deHip.

On augmenta la chaleur, la fi* duction devint plus complète, et l'on obtint un fer plus riche ^n carbone et plus fusible, qui ?* vidait par le trou du fond (kr-u de coulée, chio). Les foumeiin:

pouvaient désormais faire untri^ vail continu, la quantité du cmbustible nécessaire fut redmîr le fer était plus complètemt^m extrait du minerai. Or, ce fer avait un tout autre caractère, e^' dès lors le fourneau fut dénommé haut-fourneau (masugn), et le prodait h' nommé de la fonte (tackjern). La fonte fournissait ensuite, par une seci^ni^ fusion, le même produit que celui obtenu directement des anciens foume«Bi, savoir le fer doux ou le fer de forge.

La méthode de produire de la fonte par une fusion préalable du minerai, eî de transformer ensuite cette fonte en fer doux ou en acier par une fusion oxydante ^ dans des fours d'affinage (fârskningsugnar), s'est pratiquée pendant les siècles soi- ; vants jusqu'à l'époque présente. Or, comme il a été dit plus haut, la fabricatioi \ de fonte, aussi bien que celle de fer, s'est perfectionnée de plus en plus d'âne manière remarquable. Les pages suivantes seront consacrées à l'exposé de U fabrication de fer en Suède.

Combustible.

Bois. Dans l'industrie de fer en Suède, le bois est fréquemment employé, avec un mélange de tourbe ou de houille, dans les fours à réchauffer, dans les générateurs des fours Martin, dans les fours à puddler et à la cémentation de l'acier.

Charbon de bois. La fonte et le fer affiné sont exclusivement produits à l'aide de charbon de bois. Ce combustible provient principalement de la transformation du bois en charbon dans des meules (kolmilor) installés au milieu des forêts, parfois aussi par la carbonisation du bois dans des fourneaux placés au voisinage des usines. Il existe de plus, le long des côtes de la partie septentrionale du pays, un grand nombre de scieries, faisant servir leurs déchets à la fabrication de charbon d'après les mêmes procédés que dans les meules. Ces tcharbonsde scieries» sont transportés, par eau ou par voie ferrée, dans le centre de la Suède, où se trouve la principale industrie de fer.

La production du charbon de bois se fait en général au milieu des forêts, parce qu'en hiver le combustible se transporte facilement en traîneau sor la neige, sans qu'il soit nécessaire de construire des chemins coûteux. Dans les locslités où il peut être transporté des quantités considérables de bois par flottage jusqu'à l'usine, les fourneaux se prêtent le mieux à la carbonisation du bois.

INDUSTRIE DE FER. COMBUSTIBLE

Installation du bois à carbonifier.

IjA cuisson en plein air s'effectue dans des menles à bois debout (resmilor) on à bois couché (liggmilor). Dans les premières^ le bois est posé debout, tandis qu'il est couché dans les secondes. L'opération est la suivante dans les charbonneries suédoises: Le bois à carboniser, presque toujours du sapin et du pin, est coupé, dans la saison d'hiver, en longueurs de 2*5 o m., écorcé en partie et empilé en petits tas à bûches très espacées, de façon que l'air puisse circuler facilement. On le laisse sécher pendant la saison chaude, et en automne ou en hiver il est transformé en charbon. L'emplacement de la meule, ou l'aire (milbotten), est choisi au centre d'un terrain bien boisé, pour que l'on puisse s'en servir plusieurs fois. Une meule établie sur une nouvelle aire, fonctionne toujours moins bien, et fournisse moins de charbon que celle établie sur une faulde qui a déjà servi. Le sol doit être sec, plan et débarrassé de pierres et de racines d'arbres. On dresse au centre de l'aire quelques perches de manière que, quand le bois a été empilé tout autour, il reste une petite cheminée ou tambour dans lequel se fait la mise en feu. On Continue d'empiler le bois en cercle autour de la cheminée, en veillant à ce que le bois le plus mince et le plus sec soit placé au voisinage aussi bien de celle-ci que de la circonférence, avec intercalation du plus gros bois, dont les bouts les plus épais sont tournés vers le sol. Les bûches extérieures sont ainsi inclinées vers l'intérieur de la meule, qui prend la forme d'un cône tronqué.

On garnit le sommet de la meule de menu bois et de branches, qui forment une espèce de calotte. La meule est ensuite entièrement revêtue de branches de sapin, dont, pour rendre la couverture plus solide, les gros bouts sont introduits entre les bûches, en commençant par le pied de la meule, et en continuant jusqu'au sommet.

On revêt ultérieurement ce lit de branches d'une couche composée de fraisil et <ie terre, que ' l'on fixe sur les côtés à l'aide de minces planches ou de bois refendu. Les planches sont supportées par des étais plantés dans le sol. Toutes ces installations sont reproduites par la fig. à la page 208, qui montre la meule avec son

revêtement extérieur, prête à la mise en feu, qui s'effectue avec du charbon on du bois sec. Dans le premier cas, on introduit par la cheminée (ouverture centrale) des charbons incandescents presqu'au fond de la meule, et Ton emplit ensuite la cheminée avec du bois, après quoi l'on ferme l'ouverture supérieure. On ouvnî

\û cheminée de teiîijis à autre, et à mesuré que les charbons sont conaumèa, un remplit de DouTeau avec en \nm, en cojitiuuaiit ce procédé jusqo^à pleine carlionisatinn de la piiiliê siijjénture de lu meule. I*eiidaut tout ce temps, on n'a que quelques trous de tirage au ])îed de hi meule pour l'entrée de Tair de conibustiiin» On pratique ensuite au hord supérieur de la meule des issues de fumée, que l'on referme dès que la carbouigatiou du bois est parvenue jusqu'à ce point, on pratique de nouvelles issues plus bas Bur le eôté, et Ton continue de la sorte jusqu'à ce que la carbonisation soit achevée au pied de la meule*

Mf'itîe à bois debout en carbonisation.

Si Li Mjeulr est alhiiiH'p avec du hnis, celui-ei devra être sec et coupé mena.

Le iirimipe flr la production ilu eliiirbou de bois dans les meules est que, penthint lu carbonisation, il ne se coii!<unie fjue la quantité de combustible nécessaire pour sécher le bois, évap<ïrer l'eau ei décomposer le bois, et entin qn'aueiiii produit de ctHiibustion tic suit nuiduit à travers ïe charbon déjà prêt, vu que eehii-ci s*' coiisum(*rait en partie et deviendrait plus friable.

Lr cliarlpunuii r peut voir à quelle p;trtie de la meule la carbonisation 3*est faite, ]>ar hi tuntée qui s'échappe des i^surg pratiqtn^es dans la couvertun*. mais il ]ient h* coiistatM pins siireiaenL enci>re à la résistance que la masse en dedans ojipuse à Tintrodui tinii Èlniie pîju^e. Si tvtte introduction est facile, le bois est rarbtJtiisé sur le ptniit où elhv est eti'ectuce, sinon, la carbonisation n'a pas eu lien-

Lîi rarbionsatirm de la mjisse de bois en diminue le volume» la meuîe se rap< tisse, rdinini' tm le voit rlui renient à la h^^mre à la page 209, qui montra là

INDUSTRIE DE FER. COMBUSTIBLE

meole parfaitement carboniiiée, vu que tontes les photographies données ici jont été prises du même point, par conséquent à la même distance de la meule. Elles exposent la réduction successive du volume de cette dernière pendant l'opération.

Dès que la carbonisation est achevée, on enlève peu à peu le charbon, et s'il manifeste des dispositions à s'enflammer à l'air, on l'arrose d'eau, et le réunit en on cercle autour de l'aire (voir la figure à la page 210).

Les charbons doivent rester 8 jours au moins dans cette situation, avant de pouvoir être empilés sans danger de feu dans le hangar qui leur est destiné. On les réunit fréquemment sur la faulde en un tas recouvert, jusqu'à ce que l'on paisse les transporter.

Une meule ordinaire à bois debout a 15 mètres de diamètre, et la campagne de carbonisation exige 4 semaines. Elle fournit par 30 hectolitres de bois une banne (stig), mesure correspondant à 20 hectolitres, de charbon.

La construction, la démolition et la première semaine de carbonisation exigent le travail de deux hommes, tandis qu'un seul suffit pour le reste de la campagne.

Meule à bois debout carbonifiée.

Meule k bois eoaehé. Ici la meule a la forme d'un rectangle. Le bois a une longnenr de 6 à 7 mètres; il est installé de manière que cette longueur détermine la largeur de la meule. Celle-ci est recouverte de branches de sapin et de fraisil, et l'opération s'effectue d'après les mêmes principes que pour la meule à bois debout.

Carbonisation en fourneau. Ce procédé n'est en usage que dans quelques usines. Les fourneaux, de briques ordinaires, sont d'une construction très simple. La capacité en est de 2,600 mètres cubes, et la forme est celle d'un parallélipipède, avec toit voûté et faulde en brique. Sous cette faulde sont établis un ou deux foyers, d'où, par des canaux à fumée, les gaz de combustion entrent dans la masse du bois par quatre ou cinq ouvertures pratiquées au pied du fourneau. Sons l'action de ces gaz, l'eau est expulsée, le bois séché, et les gaz sortant du fourneau sont aspirés vers le fond par le tirage de deux canaux en bois ou tuyaux en laiton installés à l'extérieur, un de chaque côté des pignons du fourneau. Pour

La Suède. II. 14

l'introduction du bois, le fourneau posâède, à des hauteurs différentes, deoi oa trois ouvertures munies de portes de fer. Dès que la charge est complète, ce qm prend environ 3 jours, la chauffe commence.

Pendant le séchage du bois, il se dégage une quantité considérable de vapear d'eau, qu'on laisse s'échapper par la porte supérieure, que l'on referme ensnite, et la chauffe se poursuit jusqu'à ce que la fumée sortant des canaux soit claire et bleue, avec des dispositions à brûler quand on l'allume. Le foyer est alon muré, et on laisse refroidir le fourneau pendant 16 jours avant la réouverture et l'enlèvement des charbons. Toute l'opération dure environ 40 jours, et le bois introduit, 2,600 m*, donne 86 bannes, soit 1,700 hectolitres, de charbon de bois.

Meule démolie.

La mise en feu exige à elle seule environ 10 j^ du bois. La CArbonisation ] en fourneau donne un rendement un peu plus fort que celle en meule, mais on 1 estime que le charbon dû à ce procédé donne un moindre effet de chaleur, et | que la carbonisation n'est pas aussi complète. Monsieur E. Ljungberg, directeur de la société de Stora Kopparbergs Bergslag, a construit des fourneaux à charbon ; d'un type tout différent, que l'on emploie à l'usine de Domnarfvet. Ces foumeani I Sont munis de foyers; plusieurs sont combinés en une ligne et séparés seulement \ par une cloison, de sorte que, quand l'un des fourneaux est sous chauffage, la t vapeur d'eau et les gaz passent dans le fourneau voisin pour y sécher le bois. Quand ce dernier est sec, on allume les foyers de ce fourneau, dont les gaz péliètrent dans un troisième, et ainsi de suite. Le système entier forme de la sorte une espèce de système circulaire de fourneaux. Les frais de main-d'œuvre sont modérés, la consommation du bois plus petite, et les charbons à peu près de la même qualité que ceux de fourneaux en général.

INDUSTRIE DE FER. COMBUSTIBLE. 211

Tourbe. . Les marais tourbeux de la Suède occupent la superficie considérable d'environ 5 millions d'hectares. On les rencontre dans tout le pays, mais les plus grands sont situés en Laponie, en Norrland, ainsi que dans les provinces de Néricie, Vestrogothie, Smâland et Scanie. Les marais tourbeux de la partie septentrionale du pays ne sont pas très profonds, mais ils sont formés de plantes herbacées, et ont un âge considérable, de sorte qu'ils fournissent une excellente tourbe à brûler. Les marais tourbeux de la Suède centrale sont, au contraire, plus récents, et contiennent fréquemment des mousses blanches (sphai- ^ne«), d'où il suit qu'ils ne peuvent guère être utilisés que comme litière et comme humus de tourbe. La Vestrogothie a toutefois d'excellents marais tourbeux, dont la profondeur s'élève parfois jusqu'à' 12 mètres, et qui fournissent une tourbe à brûler de premier choix. Le gouvernement smâlandais de Kronoberg possède, à lui seul, 130,000 hectares de marais tourbeux, dont la moitié se compose d'une très bonne tourbe combustible. Ils ont en général une profondeur moyenne de 2 mètres, et la richesse en tourbe de ce gouvernement peut être évaluée à plus de six milliards d'hectolitres de tourbe sèche. Or, si l'on estime qn'nn hectolitre de bonne tourbe à brûler correspond à 25*5 kilogrammes de houille, le gouvernement mentionné possède par conséquent à hii seul de la tourbe répondant, en ejffet calorique, à 50 millions de tonnes de houille. Ces chiffres suffiront à donner une idée de l'énorme valeur combustible que représentent les marais tourbeux du pays.

La tonrbe employée dans des buts industriels est presque toajours travaillée d'ime manière ou d'autre. En général, on se sert de la c machine à robinet» (kranmaskin), avec ou sans addition d'eau. Dans le premier cas, la tourbe sort de la machine sous la forme d'une masse de la consistance d'une pâte molle, que l'on étend uniformément sur le sol en une couche de 170 millimètres d'épaisseoT environ. Dès qu'eUe est un peu séchée, on la coupe en carreaux, et on la laisse sécher ultérieurement. Dans le dernier cas, par contre, c'est-à-dire sans addition d'eau, la tonrbe sort de la machine en forme de cylindres ou de briquettes, que l'on sèche ensuite sur le sol ou dans des séchoirs construits en planches. '

Dans les usines de fer, la tourbe est parfois soumise à un séchage encore plus complet, pour lequel on utilise les produits de combustion chauds sortant de divers fourneaux.

La composition de la tourbe varie considérablement, mais en général une bonne tourbe séchée à l'air contient 40 ^ dé charbon, 30 % de gaz combustible, 20 % d'eau hygroscopique et 5 ^ de cendres.

Le pria de revient de la tourbe à brûler est de 6"60 à 7 fr. (4 à 6 couronnes) par tonne. Dans l'industrie de fer en Suéde, on l'emploie exclusivement dans les générateurs des fours à réchauffer et des fours Martin.

Charbon de tourbe. En dépit des immenses ressources en tourbe mentionnées ci-haut, le charbon de tourbe n'a été utilisé ni dans la fabrication de la fonte, ni à l'affinage, à cause de la quantité assez considérable de phosphore qu'il contient. Ce charbon n'en est pas moins un combustible infiniment plus précieux que la tourbe, il sup-

porte les frais d'un long transport, et fournit nn combustible dont on peut se servir dans une foule d'autres cas. Aussi est-il fait, depuis plusieurs années, des essais multiples pour obtenir une méthode pratique et à prix modéré pour transformer la tourbe en charbon. Ces essais n'ont malheureusement pa^s réussi jusqu'à l'heure présente, et les produits obtenus se sont montrés inférieurs à ceux obtenus par l'ancienne méthode, employée jusqu'ici, de carbonisation en meule.

Voici ce procédé: La tourbe, préparée de la façon décrite ci-dessns, et bien séchée, est empilée en un tas de forme hémisphérique, dont la hauteur correspond à '/s de la faulde. La tourbe, de forme rectangulaire, est posée de champ. La masse, recouverte de terre et de déchets de tourbe, est ensuite allumée à la façon ordinaire; elle contient à peu près 10 tonnes de tourbe, et cuit pendant en?iroo 15 jours. Les frais de main-d'œuvre s'élèvent à 9*80 fr. (7 couronnes), et le rendement est de 40 %. L'analyse donne le résultat suivant: gaz non combustible 5-4 7 %, gaz combustible 36*90 %, charbon 51*13 %, cendres 6*50 %.

Honille. Notre province la plus méridionale, la Scanie, est la seule du pays qui produise de la houille, appartenant toutefois à une formation plus récente, avec de minces couches dont l'exploitation est relativement très chère. Ces couches alternent avec des couches d'ardoise et de terre réfractaire. Plusieurs de ces dernières sont d'une qualité distinguée, qui a donné naissance à ime assez grande fabricsr tion de briques réfractaires et d'autres produits céramiques. On exploite annuellement environ 700,000 hectolitres de houille, qui sont principalement employés à la fabrication mentionnée, et dont une pa^ tie est utilisée par les chemins de fer. Cette houille est totalement impropre à la fabrication du coke, et n'a trouvé aucune application dans l'industrie du fer.

Coke. La Suède ne possède qu'une seule fabrique de coke, celle d'Islinge, près de Stockholm, qui travaille avec de la houille importée. Cette fabrique possède 30 fours à coke du système Coppée. Le charbon est lavé et broyé. Les machines motrices sont actionnées par les gaz de combustion venant des fours. La fabrication annuelle est de 20,000 tonnes de coke, qui sont consommés dans le pays dans les fonderies et pour d'autres buts.

Fabrication de la fonte.

Dans le courant du 16'^* siècle, on passa en Suède des c fourneaux à venti (espèce de méthode catalane mentionnée au commencement de cet exposé) à la production de la fonte, et les fourneaux employés dans ce but reçurent le nom de hauts-fourneaux (masugnar). Ces fourneaux avaient à peu près la même construction que les fourneaux à vent. La partie inférieure était construite en pierres brutes, la partie supérieure et les parois extérieures étaient en charpente de bois, séparée du mur de la cheminée par un remplissage de terre et de sable. La hauteur totale du fourneau n'était que de 7 mètres.

FABBIOATION DE LA FONTB.

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Les hauts-fourneaux d*aprèB leur titnaUon.

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Ces bauts-foumeaux étaient constraits près de petites rivières qui, pendant une courte période du printemps et de Tété, fournissaient la force hydraulique nécessaire pour actionner les soufflets. A l'instar des fourneaux à vent, le creaset était rectangulaire, et la cheminée avait une forme circulaire.

Au commencement, on n'employait que de la limonite dans les hauta-fourneaux, mais plus tard on commença à utiliser des minerais en roche. Le remplacement des anciens fourneaux à vent par les hauts-fourneaux ne se fît néanmoins qu'avec une grande lenteur. Pendant près de deux siècles, les deux systèmes existaient simultanément, et à une époque aussi tardive que la fin du 18™* siècle, on s'occupait encore à la production du «fer affiné à bas-foyer» (bl&stersmide) dans les régions forestières les plus écartées de la Dalécarlie.

Au point de vue technique, la fabrication de la fonte ne faisait aussi que très peu de progrès. Il est vrai que la hauteur de la cheminée fut légèrement augmentée, et les parois en charpente remplacées par des murs en brique, mais la forme de la chemise, les matériaux de construction, les machines soufflantes, etc., restaient à peu près les mêmes jusque vers 1830. La figure à la page 215 montre un haut-fourneau suédois de cette époque. La hauteur n'en est que d'environ 11 mètres, qui constituaient alors la hauteur ordinaire. Il fut cependant fait à cette époque de véritables améliorations. On commença à employer le Tent chaud, la chemise fut construite de briques réfractaires au lieu de pierres brutes, sa partie inférieure, le creuset, d'une masse dammée, de quartz avec une légère addition d'argile réfractaire, et elle prit une forme circulaire.

Ces creusets, composés d'une masse foulée, étaient très réfractaires et tr^ durables, de sorte qu'ils permettaient de longues campagnes. Par dessus, on introduisit aussi à cette époque une amélioration très essentielle dans le grillage du minerai. Ce grillage avait eu lieu auparavant dans une «case à griller» (rostb&s), mais on commença à employer dans ce but des fours chauffés au bois on par les gaz du haut-fourneau. Us furent perfectionnés successivement jusqu'à 1850, époque où le directeur E, Westman inventa son four à griller bien conna, qui est d'une construction parfaite, et qui a contribué beaucoup à la qualité distinguée du fer suédois.

On fit en 1850 diverses modifications à la construction des hauts-foumeanx. Antérieurement, on n'employait, comme matériaux de construction, que des ardoise et des pierres brutes, mais les murs prenaient par là une épaisseur colossale, et l'édifice entier avait, de préférence, la forme d'un parallélipipède. A mesoie, cependant, que la chemise fut haussée, on essaya très naturellement d'obtenir nne construction plus légère. On ne construisit plus, par conséquent, que la partie inférieure en blocs de pierre, mais la partie supérieure, par contre, totalement en brique, et on lui donna une forme ronde.

A mesure que les hauts-fourneaux devinrent plus grands et les crensets plus larges, il fut nécessaire de mieux répartir le vent dans le fourneau en augmentant le nombre des tuyères. Les hauts-fourneaux d'ancienne construction n'en avaient qu'une. Dans le courant de la période décennale de 1851/60, on y appliqua deux ou trois. Il était impossible d'en établir un plus grand nombre dans un hautfourneau dont le corps inférieur avait une section quadrilatère. Cela fut la raison pour laquelle on commença à construire, dans la période décennale de 1871/80, le corps supérieur sur une charpente en fer reposant sur des piliers ou des chevalets de fonte, système depuis longtemps en usage dans les hauts-fourneaux à coke de l'étranger. Le premier haut-fourneau de ce type fut construit chez nous en 1876. Le nombre de ces fourneaux a subi depuis lors une augmentation continue, quoique assez lente, il est vrai, vu que le type en question ne pouvait être appliqué qu'à de nouvelles constructions. A cette heure-ci, cependant, la majorité des hauts-fourneaux suédois est construite sur ce modèle. Le nombre des tuyères fut porté à 4, parfois même à 6, dans ces hauts-fourneaux, suivant les dimensions

Haut-fourneau suédois de l'ancien type.

da foarneau, et Ton rendit les murs sensiblement plus minces que Ton n avait coutume de le faire antérieurement.

Les hauts-fourneaux construits dans le courant des dernières périodes décennales, ont une hauteur de 16 à 18 mètres, qui constitue assurément le maximam de hauteur d'un haut-fourneau au charbon de bois. Les essais qui ont été faits d'augmenter la hauteur n'ont pas donné des résultats avantageux. A l'intérieur, la chemise forme, à sa partie inférieure, d'abord un cône tronqué, puis un cylindre, et sa partie supérieure se compose également d'un cône tronqué. L'ange de l'inclinaison varie entre 76° et 80'.

La figure ci-près donne le profil d'une chemise de haut-foorneau suédois du type actuel.

Lorsque, dans la période décennale de 1831/40, les gaz des hauts-fourneaux commencèrent à être utilisés dans les appareil» de chauffage et dans les fours à griller, la prise de gaz avait lien par une ou plusieurs ouvertures pratiquées au mur du foumeaa, à 4 à 5 mètres de profondeur dans la chemise. Dans la période décennale de 1861/70, ces prises de gaz furent perfectionnées en ce que, à la partie supérieure de la cheminée, le gueulard, il fut suspendu un cylindre en tôle, de la longueur de 3 mètres, derrière lequel le ^az passait, pour être amené, par les prises de gaz et des conduites, jusqu'aux fourneaux où il devait être employé. Ce système de prise des gaz de hauts-fourneaux s'est montré très pratique, et on l'emploie désormais dans les hauts-fourneaux suédois à gueulards ouverts.

On n'a commencé à se servir que dans les derniers temps des gueulards fermés. Divers essais avaient, il est vrai, été faits auparavant avec plusieurs constructions différentes, mais ils n'avaient pas réussi, et l'on était revenu à l'emploi des gueulards ouverts. Plus d'une cause y avait contribué. La différence entre le poids spécifique du charbon de bois et celui de nos lourds minerais en roche exige une distribution beaucoup plus exacte de charbon et de minerai que celle que l'on peut réaliser par la construction employée à l'étranger pour des gueulards pareils dans les hantsfourneaux à coke. Le charbon de bois contient souvent une forte quantité d'eau, et afin de pouvoir facilement l'éloigner, il faut des prises et des conduites de gaz proportionnellement très spacieuses. Si les charbons sont très chargés d'eau, un gueulard ouvert est toujours plus avantageux qu'un gueulard fermé de quelque construction qu'il soit. Il faut ajouter à cela que dans la grande majorité des hauts-fourneaux suédois, la machine soufflante et la machine à broyer sont mues à l'eau, et que l'on n'a pas à affecter le gaz aux besoins du haut-fourneau. Avec un cylindre et un gueulard ouvert, il est possible d'utiliser au moins V& <iu g^z engendré dans le haut-fourneau, et ce gaz se trouve alors moins chargé d'eau et par conséquent plus effectif que le gaz cueilli d'un haut-fourneau à gueulard fermé.

On emploie cependant, comme il vient d'être dit, des gueulards fermés dans un certain nombre de hauts* fourneaux, mais d'ordinaire seulement dans les établissements où l'on utilise le gaz du haut-fourneau au chauffage des fourneau Martin, des poches de convertisseurs, des fours à recuire, etc., et au séchage dn charbon de bois.

La charge du charbon s'effectue toujours d'après un certain volume (kolsâttning), qui varie légèrement avec la grandeur des fourneaux, et comporte de 14 à 16 hectolitres. Pour chaque charge de charbon, le minerai est par contre chargé d'après le poids, qui varie suivant le besoin. Dans les fourneaux à gueu-

lards ouYerts, le minerai est réparti avec une grande exactitude sur le charbon; un certain poids de minerai est chargé près de la chemise (mursftttning), tandis qoe le reste du minerai est réparti par quantités égales sur le charbon. Avec un gueulard fermé, il est à peine possible de répartir le minerai aussi exactement que dans un gueulard ouvert. Les appareils employés chez nous dans ce but sont néanmoins supérieurs à ceux dont on se sert à l'étranger.

Les gueulards fermés employés en Suède appartiennent à deux constructions différentes, Tune de Charleville, ingénieur des mines, et l'autre du D' H. Tholander.

Le gueulard Charleville se compose d'un entonnoir extérieur dans lequel est fixé un petit cône. L'ouverture circulaire entre ce cône et l'entonnoir peut s'ouvrir ou se fermer par l'abaissement ou le relèvement d'un anneau à section transversale triangulaire.

L'appareil fermé forme de la sorte deux divisions circulaires, l'une entre l'anneau et le cône intérieur fixé au gueulard, ' l'autre entre l'anneau et l'entonnoir établi à l'extérieur. A l'abaissement de l'anneau, le minerai chargé dans la division intérieure tombe dans le centre, mais celui qui se trouve dans la division extérieure, vient se placer le long du mur. La con- Btmction de l'appareil se rapproche de très près de celle du gueulard fermé construit par l'anglais Coingt, qui a été en usage dans plusieurs hauts-fourneaux étrangers.

Le gueulard Tholander se compose par contre de l'anneau extérieur ordinaire ou de l'entonnoir, et à l'intérieur d'un petit entonnoir en tôle, reposant sur le premier par un rebord à descente verticale. Le petit entonnoir est tenu fermé à l'aide d'un cône, y relié par de courtes chaînes, de façon que quand le cône, est haussé dans une certaine mesure, le petit entonnoir suit le mouvement.

Si maintenant on introduit une charge de charbon et une partie de minerai dans l'entonnoir intérieur, ainsi que le reste do minerai entre cet entonnoir et l'entonnoir extérieur, et que'on relève le cône, la charge de charbon tombe d'abord avec son minerai, le relèvement ultérieur du cône provoque, comme il a été dit, celui de l'entonnoir, et le minerai, qui est destiné à constituer la charge du mur, tombe aussi à son tour.

Afin de mieux diriger le minerai à la place que l'on désire, un cylindre vertical pend du bas de l'entonnoir.

Le gueulard Charleville fut introduit en 1887, et celui de Tholander en 1891. Tous les deux sont en usage à peu près dans la même mesure.

La figure ci-près montre une chemise de haut-fourneau avec le gueulard fermé Tholander.

L'emploi du vent chaud date du commencement de la période décennale de 1831/40. En 1835, non moins de 35 hauts-fourneaux suédois étaient munis d'appareils à vent chaud. Ils étaient tous petits, du système Wasseralfingen, avec une surface de chauffe d'environ 0*5 mètre carré par mètre cube d'air que le haut-fourneau exigeait par minute. Ces appareils étaient incapables de donner au vent une température excédant 100" à 150^ C. Il fut apporté pendant 30 ans peu de modifications à ces appareils, par ce que les hauts-fourneaux ne fabriquaient guère que de la fonte d'affinage. On avait appris par l'expérience, que si l'on élevait la température au-dessus de 200^ avec les laitiers acides (à peu près des bisilicates), la teneur de la fonte en silicium devenait trop haute. I)ès que l'on commença à fabriquer la fonte Bessemer, on construisit aussi des appareils calorifiques plus puissants, en augmentant la surface de chauffe ou en rem-

218 y. MINES ET USINES DE LA SUÈDE.

plaçant le type ancien par des appareils à tuyau vertical comme dans le système de Gjers. Grâce à ces appareils, on a, pendant les dernières périodes décennales, porté la surface de chauffe jusqu'à 4 à 6 mètres carrés par mètre cabe d'air que le haut-fourneau exige par minute, ce qui produit une température de 450° à 500" C. On n'emploie que dans deux établissements les appareils calorifiques régénérateurs, savoir à BjOmeborg et à Domnarfvet. Ces appareils sont construits d'après le système de Cowper.

Il s'est passé environ 1 7 ans depuis la construction des appareils mentionnés, mais jusqu'à l'heure présente, aucun autre haut-fourneau n'en a été muni. U raison en est, sans aucun doute, qu'avec les appareils tubnlaires de la construction de Gjers, on peut obtenir une température de vent de 450^* à 500"* C, et que grâce à une augmentation ultérieure de cette température, .il est possible d'accélérer la fusion dans les hauts-fourneaux à charbon de bois et d'augmenter ainsi légèrement la production. On ne gagne cependant que très peu au point de vue de l'économie de charbon, à moins qu'il ne s'agisse, ce qui est rarement le cas chez nous, de fabriquer une fonte contenant des quantités extra fortes de silicium ou de manganèse.

Ce fut dans la période décennale de 1871/80 que l'on commença à faire usage en Suède d'appareik de séchage pour le charbon de bois. Le principe de ce système est que le charbon est empilé dans des corbeilles, que l'on place du» un atelier spécial où on les laisse, quelques heures avant le chargement, exposées à un courant d'air chaud à l'aide de soufflets.

Un petit nombre seulement de hauts-fourneaux possèdent des agencements pareils pour le séchage du charbon; même dans ces établissements, le charbon n'est guère séché que dans le cas où il est trop humide. Le séchage du charbon est surtout d'une grande utilité dans les usines Bessemer, vu que par ce moyen on peut obtenir une fonte plus homogène.

Dans les petits hauts-fourneaux en usage pendant la première moitié di 19°^® siècle, on ne fabriquait pas au delà de 20 à 40 tonnes par semaine. Il est naturel que la production augmenta à mesure que l'on commença à donner de plus grandes dimensions aux hauts-fourneaux. La production s'élève actuellement à 100 à 200 tonnes par semaine, suivant la grandeur et la marche du hant-foumeao.

Le travail de fusion varie en effet entre 1 et 2*5 charges par 24 heures, ce qui dépend principalement de la réductibilité plus ou moins grande du minerai employé.

Les laitiers des hauts-fourneaux suédois varient entre 1*5 à 2*5 degrés de silicate (l'aluminium pris comme base). Exceptionnellement, comme dans la fabrication de fonte de spiegle, on emploie des laitiers plus basiques, comme du singnlosilicate.

En général, les laitiers sont pauvres en alumine, mais ont fréquemment nne forte teneur de magnésie et de manganèse. Le combustible étant exempt de soufre, il est plus économique de purifier les minerais du soufre qu'ils contiennent par un grillage soigné, que de tenir un laitier basique qui exige toiigonrs une température plus élevée et plus de chaleur pour sa fusion. Cela d'autant plm que le grillage a un autre avantage; les magnétites compactes et difficilement réductibles que Ton emploie généralement chez nous comme minerais principaux, deviennent par le grillage plus poreuses, plus facilement réductibles, et exigent ensuite moins de charbon. lies laitiers ont à peu près la même composition et la même acidité que les minéraux appartenant au groupe du pyroxène, et à cause de cela ils se cristallisent dans les mêmes formes que ces minerais. On trouve fréquemment dans les laitiers des cristaux bien formés d'augite.

On découvre par contre dans les laitiers riches en magnésie des cristaux d'olivine, et dans ceux contenant une forte quantité de chaux, des cristaux de wolastonite.

Les laitiers n'ont d'application que comme briques de laitier, qui se fabriquent tout simplement par leur coulage direct dans des formes ou moules en fonte.

Tonnes

soaoco

3oaooo

lomoo

Production de la fonte.

La fonte produite varie naturellement suivant sa destination, comme par exemple à Taffinage, à la production du Bessemer ou à celle de l'acier Martin. La majeure partie de la fonte pour seconde fusion est importée, vu que nous ne fabriquons qu'une faible partie de celle dont nous avons besoin.

Par suite du grillage complet des minerais, la fonte suédoise est très pure de soufre. Il est rare que la teneur en soufre s'élève à O'os %. Fréquemment la fonte n'en contient que des traces.

La teneur de phosphore est aussi généralement très basse. Mais notre pays possède une grande quantité de minerais riches et de minerais pauvres en phosphore, ce qui permet de fabriquer des fontes à teneurs de phosphore excessivement différentes, variant p. ex. de la haute quantité de phosphore nécessaire pour le Bessemer basique à une quantité infiniment petite. Une grande partie des minerais de fer de la Suède centrale ne contiennent qu'un à deux pour cent millions de phosphore, comme par exemple certains minerais de Dannemora, avec lesquels il est possible de fabriquer une fonte n'en ayant que de O'oi2 à 0'020 %. Aucune fonte ne peut contenir une quantité inférieure de phosphore, vu que le charbon de bois est chargé d'un peu d'acide phosphorique, donnant à lui seul à la fonte une teneur de O-oio à 0-o20 % de phosphore, selon la nature du charbon et la quantité qui en a été nécessaire pour la production de la fonte.

La fonte destinée à la production d'acier d'après le procédé acide, ne contient dans la règle que de O-oio à 0-o20 % de phosphore. On commença à fabriquer en 1865 le ferro manganèse ou la fonte de spiegle, fabrication qui se fait encore dans le haut-fourneau de Schisshyttan.

On emploie pour la production de ce fer un mélange de charbon de bois et de coke, ainsi qu'un minerai riche en manganèse, et qui consiste en magnétite avec knébélite. La teneur en manganèse de la fonte de spiegle varie entre 12 à 18 jé.

220 V. MINBS BT USINES DE LA SUÉDE.

Tabl. 36. Production annuelle de la fonte, en tonnes, dans tout les pay$.

Paya.

Grande-Bret. & Irl....

Belgique

Empire d'Allemagne ^

Autriche

HoDgrie

France

Empire russe

États-Unis

Autres pays

Total

lS,li7,42d 120,687,043

2i,750,4tS|33,4l3,7ISl

Plusieurs des magnétites de la Suède centrale tiennent entre 1 à 4 ^ de manganèse, très peu de phosphore, et fournissent une fonte de premier choix pour le Bessemer et le Martin. Les grands gisements de fer de la partie septentrionale du pays, tels que Gellivare, Kironavara et Luossavara, n*ont, par contre, pas de manganèse. Le minerai contient parfois du titane, mais d'ordinaire en quantité insignifiante, et seulement dans des cas isolés, en assez grande abondance pour influer désavantageusement sur leur utilité à cause de Taug^entation de la consommation de charbon.

La consommation de charbon dans les hauts-fourneaux suédois varie considérablement avec la nature du charbon et du minerai, de même que selon les différentes espèces de fonte qui doivent être produites. Cette variation oscille entre 50 et 80 hectolitres par tonne de fonte.

Statistique. Suivant ce qui résulte du tabL 37, la production de la fonte s'élevait, en Suède, au milieu du 17™*» siècle, à environ 10,000 tonnes par an. Au début du 19™« siècle, elle atteignit, annuellement, le chiffte de 80,000 tonnes environ et, à son déclin, plus de 500,000 tonnes.

Tant que le charbon de bois fut employé dans tous les pays et d'une façon exclusive pour la fabrication de la fonte, la Suède tenait, au point de vue de la quantité, une place très élevée dans cette production. Vers 1730, on commença, en Angleterre, à employer le coke, mais le charbon de bois fut utilisé pour l'affinage jusqu'à la fin du 18"« siècle, époque à laquelle fut inventée une nouvelle méthode d'affinage (le puddlage), qui permettait d'employer aussi la houille. Après cette révolution, la Suède, qui manque de ce combustible fossile, n'a pas pu participer à la fabrication de cette nouvelle production en gros, et ne livre actuellement que du fer de première qualité à cause de ses matières combustibles meilleures et non sulfurées. Par suite des circonstances ci-dessus, la fabrication suédoise de la fonte qui, au commencement du 19"® siècle, s'élevait encore à près de 10 % de la production

^ Y compris le Lnxemboiirg.

Tabl. 37.

Production annuelle de la fonte en Suède,

Années.

Production.

Tonnes.

f Moyennes des années.

Production.

Tonnei.

Moyennes

des

années.

Hautsfourneaux employés.

Journées de fondage.

Production.

Tonnes.

Production, tonnes,

par fourneau. 2

par journée de fondage.3

.EuY. 1790 11801

totale, est tombée de nos jours k l^f% % environ. Un changement en mieux serait, en ce caa particulier comme en nombre d'autres branches industrielles, d'attendre, à raison des possibilités croissantes de l'emploi de la force hydro-électrique.

Nous donnons au tabl. 36 un aperçu sur la production de la fonte dans tous les pays depuis l'année 1871, et à la page 219, sous forme de diagramme, un exposé siu* la production annuelle en Suède depuis 186G.

On trouve dans le tabl. 37 une partie des détails statistiques mettant en lumière les conditions techniques et économiques de la fabrication. Comme on le voit ici, le nombre des hauts-fourneaux est tombé du chi£Pre moyen de 222 pour la période de 1861/65 à celui de 143 seulement pendant le cours de 1898, mais, par contre, la fabrication moyenne par haut-fourneau s'est élevée de 923 à 3,719 tonnes, et par journée de fondage de 6*68 à 13*35 tonnes. Depuis 1833, la production par haut fourneau a plus que octuplé, et celle par journée de fondage a presque quintuplé. La concentration et la production en grand se font donc notablement remarquer.

Tabl. 38. Importation, exportation et consommation de la fonte.

Moyennes des années.

Population moyenne.

Production de la fonte.

Tonnes.

Importation.

Tonnes.

Exportation.

Tonnes.

Excédant de rex-

portation.

Tonnes.

Consommmation.

Tonnes.

^IX'

3,V)li3,iXN)

4,274 .^Xh)

4,f>i)r^(MK)

4,742JK.K) 4,8:rjjXK) 5,a^6,000

En 1898

1 En outre, 3,5<)0 tonnes de fer à Osmund. — * Le chiffre correspondant s'élevait en 1833 à 434, en 1838 à 478, en 1843 à 571, en 1848 à 622, en 1853 à 624 et en 1858 à 678 tonnes. — » e^ ig33^ je chiffre était de 2 78, en 1838 de 317, en 1843 de 3-73, en 1848 de 3*96, en 1853 de 4*09 et en 1858 de 5-89 tonnes.

y. MINES ET USINES DE LA SUÈDE.

On emploie dans le pays même, dans l'industrie manufacturière, de 80 à 90 ^ de la fonte produite en Suède. Nous donnons un aperçu de l'importance de l'exportation au tableau 38. Comme il en résulte, la Saëde importe aussi une assez notable quantité de la fonte qu'on emploie dans les fonderies.

La consommation de la fonte s'élève actuellement, en Suède, à près de 100 kilog. par an et par habitant: cette proportion est assez élevée, ]miaque le chiffre moyen pour l'Europe n'est que 60 à 70 kilog. environ.

Fabrication du fer.

AflBnage. Le plus ancien procédé connu pour la transformation de la ionte en fer doux malléable est la méthode allemande (tysksmîdet), introduite dans le pays au commencement du 17™® siècle.

Ce procédé de transformation s'opérait dans un foyer construit de grosses plaques de fonte. La fonte, pauvre en silice, était mise en fusion avec du charbon de boifl, à l'aide de vent froid ou légèrement chauffé, et après sa réfrigération au moyen d'eau, elle était détachée du foyer par de gros ringards pour être refondue de nouveau. Cette opération pouvait se répéter plusieurs fois. Par des fusions oxydantes pareilles, le carbone et le silicium de la fonte étaient éliminés, et Ton obtenait une masse de fer doux contenant des scories. On sortait cette masse du foyer, on la formait en un bloc (loupe) sous un martinet puissant mu à l'eau, puis on la débitait en plusieurs morceaux qui prenaient le nom de lopins (smâltstycken). Afin d'obtenir un fer plus compact et moins chargé de scories, on chauffait (corroyait) de nouveau ces loupes dans le même foyer tandis que la fonte se fusionnait, puis on les étirait sous le martinet en fer en barres (stângjern).

La production d'un tonne de fer en barres exigeait plus de 200 hectolitres de charbon de bois, et il était impossible d'obtenir au delà de 2 à 3 tonnes par semaine dans un fourneau allemand, Les pertes s'élevaient k 15 %. Plusieurs autres pays employaient à peu près la même méthode d'affinage, qui subit cependant peu à peu diverses améliorations.

Le chauffage ou le corroyage des loupes dans le même foyer où se faisait l'affinage, gênait le travail et augmentait la consommation de charbon. On commença par conséquent à se servir en France de foyers spéciaux, les bas-foyers (r&ckhlLrda,r), pour le corroyage des loupes. Cette méthode allemande ainsi modifiée, qui reçut le nom de méthode wallonne, fut introduite en 1740 dans les usines métallurgiques de Bannemora, où elle est encore en usage.

La méthode wallonne suédoise. De même que le bas-foyer allemand, le bas-foyer wallon est un foyer ouvert, quoique beaucoup plus petit, et se compose de plaques de fonte, dont celle de fond a une épaisseur considérable et n'est pas rafraîchie à l'eau. On ne fait usage que de vent froid, qui entre dans le foyer par une large tuyère en enivre, s'inclinant environ 15" contre le fond du foyer.

On se sert dans cette méthode d'une fonte pauvre en silice, généralement produite à vent froid et moulée dans du sable en gueuses d'environ 6 mètres de longueur, dont la section transversale est de forme hémisphérique avec 170 mm. de côté et 120 mm. de hauteur.

6*n. Sr«b.litAnw.SfoekhoH«

Deux de ces gueuses sont placées derrière le foyer, et, par une ouverture dans la paroi, elles sont introduites assez loin pour se trouver diamétralement audessus de la tuyère, après quoi on les recouvre de charbon de bois. Dès que Ton admet le vent, la fonte commence à fondre aux deux bouts des gueuses, et tombe en gouttes dans le foyer pour se réunir au fond en état refroidi. De temps à autre, on relève la fonte refroidie avec un ringard pour la fondre de nouveau, jusqu'à ce que le carbone ait été oxydé, et que Ton ait obtenu une masse de fer doux.

Ces masses sont petites, ne pèsent qu'environ 40 kg., sont passées sous un einglard et débitées en loupes que Ton affine dans un foyer spécial, pareil au foyer d'affinage et nommé bas-foyer.

Grâce à ce mode de fusion de la fonte, Toxydation est plus complète qu'avec l'autre méthode d'affinage. Non seulement le carbone est oxydé, mais aussi le phosphore et le soufre sont éliminés en quantités considérables. Vu que les gueuses se fusionnent presque pendant tout le temps que dure le travail d'affinage dans le foyer, il en résulte que le fer perd légèrement de son homogénéité en teneur de carbone. Le fer wallon étant toutefois exclusivement affecté à la fabrication de l'acier cémenté, qui est ensuite transformé en acier fondu au creuset, la circonstance mentionnée n'entraîne pas d'inconvénients.

Les parties les plus dures et les plus chargées de carbone des massiaux fondent à l'affinage. Ce fer se réunit au fond du foyer, où il est relevé pour subir un nouvel affinage. On obtient de la sorte aussi du bas-foyer de petites masses, qui prennent le nom de fer en loupe. Environ ^/s du fer wallon affiné est obtenu comme fer en loupe, dont la qualité se rapproche de très près de celle du fer obtenu directement du foyer wallon.

La fonte de Dannemora^ en elle-même très pauvre en phosphore, donne, grâce à cette méthode d'affinage, un fer en barres particulièrement pur et franc de phosphore, vu qu'elle n'en contient fréquemment que O'oos %. Elle constitue, sous la forme d'acier cémenté, la matière première de l'acier de Dannemora, célèbre dans le monde entier.

La consommation du combustible est très forte et s'élève à 214 hectolitres de charbon de bois par tonne de fer en barres obtenu au procédé wallon. La perte est de 20 %, et la fabrication par semaine n'atteint que 10 tonnes par foyer, d'où il suit que la production de ce fer est très coûteuse.

Sous cette forme, le procédé porte le nom de procédé wallon entier. On coule cependant aussi parfois la fonte en morceaux plus petits ou gueuses (galtar) dans des bas-foyers de la même forme que les basfoyers Lancashire, procédé qui prend en ce cas la désignation de demiwallon. La consommation en charbon est beaucoup plus faible, et la fabrication par semaine plus considérable.

Méthode Lancashire. Dans la période décennale de 1821/30, il fut apporté en Angleterre une amélioration des plus essentielles dans la construction des bas-foyers. Au lieu des foyers ouverts, auparavant en usage, le foyer de fusion fut entourée de plaques de fonte, avec une voûte en briques pour toit. Le bas-foyer devint par conséquent un four fermé, uniquement muni d'une ouverture de travail. Le fond du four était rafraîchi à l'aide d'une caisse remplie d'eau installée en des-

La Suède. II. 15

y. BflNES ET USINES DE LA SUÈDE.

SOUS, et enfin il fut établi, immédiatement derrière le four, une chambre de c chauffage préalable» pour la fonte, qui, avant d'entrer dans le four pour la fusion, y était chauffée à l'aide des produits de combustion sortant du fourneau.

Ces arrangements amenèrent une immense économie de charbon et de temps, en comparaison des bas-foyers allemands ou wallons.

M. G. Ekman^ maître de forges, bien au courant avec l'industrie de fer en Suède, et vivement intéressé au développement de cette industrie, fit plusieurs voyages en Angleterre afin d'y étudier h conduite de ces nouveaux foyers.

Il engagea des ouvriers anglais, et fit faire des essais avec les foyers mentionnés, d'abord à l'usine de Sôderfors en 1831, puis sur une plus grande échelle à celle de Liljendal en 1836. C'est depuis cette dernière date que le procédé en question est introduit chez nous sous le nom de méthode Lancashire.

Le fourneau n'a parfois qu'uie tuyère, mais le plus souvent deoi.

qui sont alors installées à des côté opposés du foyer. Ces tuyères décrivent avec le fond du foyer un angle d'environ 12**, et sont tenues rafraîchies par de l'eau. La pression du vent est de 40 à 60 mm. de mercure, et l'on emploie désormais toujours du vent chaud obtew d'un petit appareil tubulaire chauffé par les produits de combustion venant du foyer. La figure à la page 227 montre un fourneau Lancashire suédois avec deux toyèrw. L'affinage s'effectue de la manière suivante. Chaque charge se compose de 100 à 120 kg. de fonte coulée en petites gueuses plates, chauffées d'abord dans la chambre d'avant-chauffage.

Après avoir introduit une petite quantité de scories dans le fourneau, on le charge de charbon de bois à une hauteur qui dépasse légèrement celle des tuyères, après quoi la fonte, chauffée à rouge, est tirée de la chambre d'avant-chauffage avec des ringards, et puis recouverte de charbon. On admet le vent, et la fusion de la fonte commence. Pour remplacer le charbon consumé, on ajouta de temps en temps de nouveau charbon; on jette en outre, avec une poche, un peu d'ean d'un petit réservoir placé à côté du foyer, afin de rendre la chaleur moins gênante pour les ouvriers et aussi pour empêcher l'oxyde de carbone de brûler avant son entrée dans la chambre d'avant-chauffage.

Il faut que le charbon soit lavé avant d'être employé. On le jette d'abord dans un grand bassin d'eau, d'où on le transporte directement au fourneau. Le

G. Ekman.

but de ce lavage est de débarasser le charbon du sable et de la terre qui, si on ne les éloignait pas, augmenteraient la teneur en silice des scories, et produiraient une perte plus grande. Les charbons deviennent humides par le lavage, ce qui est avantageux, par ce que le charbon est moins brûlé par Tair entrant dans le fourneau par Touverture de travail.

Fourneau Lancashire.

A mesure que le charbon est consumé par le vent, la fonte s'abaisse naturellement vers le fond du foyer. Afin de T empêcher, on introduit un ringard sons les saumons de fonte, que l'on relève ainsi au-dessus des tuyères. La fonte se fusionne peu à peu, et s'amasse sur les scories qui se trouvent au fond du foyer, où elle se solidifie par le refroidissement du fond. Dès que la fonte est fondue et se trouve réunie au fond du foyer, on commence le travail de rupture, qui consiste en ce que Ton détache avec le ringard la fonte du fond du foyer, et qu'on la relève vers la tuyère pour y être refondue. Le travail se poursuit de cette manière sans interruption jusqu'à ce que le silicium, le manganèse et enfin le carbone soient oxydés et la fonte transformée en loupes de fer doux, qui sont toutes refondues, affinées et réunies en une masse (smâlta), qui est sortie du foyer

et ciiiidiiitr sniis un gnirid martinet (îsinaithammare)^ où la masse est e en un bloe, }nih découpi^e en plusieiirîii inassiiULX. Le i-^'chauffage de r* skmx jinur lenr iVirgeage (ni leur laminage en barres a parfois lien même espre<> dr tours (fortie demi-wallonne), mais sVffectue d'ordinaii des tours ivverberes, qui iJniineut aloi-s la dénomination de fours de corr: Le fourneau L;intashire qni viiiit d'rtre deerit, est le pins usité, mais 11 en aussi ffuue ronslrurtion qui^lque ]w\i différente. Ainsi, certains fourni* possèdent i|n'une tuyère, tandi?? que d'autres en ont trois, la troisièrae iD>: l'arriére du fourneau,

(Ni se sert anssî beanemip de fourneaux de dimensions un ])en plus ^ir îivee deux tuyères et deux onvertures d'onivre placées en face Tune de V Ces fourueanx prirent Ir wnu de f:uirueaux Lanca^hire doubles.

antr».

Marfiifrt.

La tojili' rnnvi'iiaMt' juMir Ir Irr La lira s lu iv doit être Manche à deml-Mantb»^ et d'une taibl<' îrmur t[\' silir<\ "^oit dr ir,i ù 05 %; aussi» ne la produit-on qa*avec un veut (lia ad i\r ifim a :sot> (\

La hMiriir tu Tjiaî^nhsir fiint au>si ri ri' basse, de ]iréférent'e de quelques div iéiiirs piMir crnf. vu qar Ir mani^aiosf^ retarde l'aftina^^e.

Lu uji lat^ toiri|is qur ht uirtliinli' Laucaslure fut introduite, on commença À affiui r h s i]iassi;ut\ daits drs Umv^ nvi rbères au lieu de bas- foyers, fours qui furnit nnmiiH'S louis à n rhauffVr (vallii^^uar). JL Kkman construisit un four parnl qui. sous II' unTu iii' îi'ur fJîMiaTK s'('Tuidnie toujours, quoique avec de petites motiiticjtToiis. Lis iiiassiaiix riurovis s<mt étirés eu barres sous là martinet (rùikbannijaie, \oîi' la tiLîOie ( î-dfïisus).

Les roiubnstildis ni usair»* ilaris ce four sont la bouille, le bois ou la toart»e, l^n'iiiT^ili'iiit'ii! un nii''lan L'f' de tous It-s trids.

L'affinage d'une tonne de fonte en massîaux exige 6*5 mètres cubes de charbon de bois, et celle d'une tonne de fer en barres, î 4 mètres cubes, si l'affinage a lieu en bas-foyer. Si cet affinage se fait en fours réverbères, il est possible, comme il a été dit plus haut, d'employer un comt)ustible moins coûteux. Un four Lancashire est à même de fabriquer environ 10 tonnes de massiaux par semaine.

Usine de Sandviken.

Méthode comtoise oa de la Franche-Comté. Après rapplication en Angleterre du four Lancashire à la fabrication wallonne, on commença à employer en France le même four pour la fabrication d'après la méthode allemande. Cette métbode modifiée fut introduite en 1853

y. MINES ET USINES DE LA SUÈDE.

sons le nom de méthode comtoise ou de la Franche-Comté. Dans les fonrs comtois, l'affinage des massiaux s'effectue à mesure que la fonte entre en fusion, et à tous les autres égards de la même façon que par la méthode Lancashire. La fonte doit cependant contenir un peu plus de silice que la fonte Lancashire, et l'affinage dans le foyer rencontre certains obstacles, de sorte que la production est de beaucoup inférieure. Un fourneau comtois ne produit qu'environ 3*5 tonnes de fer en barres par semaine, avec une consommation de 11-5 mètres cubes de charbon. La perte est environ 10 %.

La méthode comtoise était très usitée en Suède pendant la période décenntle de 1861/70. La raison en était qu'à cette époque l'industrie de fer en Suède se trouvait répartie sur un grand nombre de petites usines, dont plusieurs n'avaient même pas une fabrication de massiaux assez grande pour alimenter un bas-(byer: le maintien d'un bas-foyer en activité continue exige une alimentation de massiasi de 3 à 4 fours Lancashire. Les méthodes allemande et comtoise convenaient par conséquent le mieux aux usines en question.

A mesure que les dernières furent abandonnées, et que l'industrie de fer se concentra dans un nombre relativement petit de grandes usines, la fabricatido allemande et comtoise cessa, et l'on passa généralement à la méthode Lancashire. Cette méthode est encore employée presque partout, sauf dans la région des mines de Bannemora, où la méthode wallonne est encore maintenue dans plusieurs usines.

Pnddloge. Cette méthode d'affinage si généralement employée à l'étranger, ne l'a jamais été beaucoup en Suède. On l'essayait, il est vrai, déjà en 1820, mais ce ne fut que dans la période décennale de 1841/50 qu'elle entra définitivement dans la pratique. La Suède possédait en 1870 environ 20 fours a puddler, répartis sur plusieurs usines. Depuis lors, la fabrication de fer puddlé a subi une diminution continue, et elle ne se pratique, & l'heure qu'il est, que dans un très petit nombre de fours. Les fours à puddler employés en Suède sont du type ordinaire, et on les chauffe à la houille ou au bois.

Statistique. La production annuelle de fer affiné n'a pas augmenté, il est vrai, dans les dernières périodes décennales, mais elle continue cependant à être très considérable, et elle s'est élevée à 198,923 tonnes en 1898. Le tableau 39 montre la production suédoise du fer en barres pendant les dernières périodes décennales.

Tabl. 39.

Fabrication du

fer en barres.

Moyennes des années.

Nombre

des usines.

Production.

Tonnes.

Par

usine.

Tonnes.

Moyennes des années.

Nombre

des usines.

Produc- 1 Par i tion. usine.

Tonnes. Tono»

On voit par ce tableau que le nombre des usines de fer en barres a diminué jusqu'au quart environ, mais que la production totale a plus que doublé, et que, par conséquent, la production moyenne de chaque usine est neuf fois plus considérable.

Quant à Vexportation de ce produit, voir la page 251.

Fabrication de l'acier.

Dans les années 1855 et 1856, Sir Henry Béssemer essayait, comme on le sait sans grand succès, de développer et de perfectionner sa métliode de transformation de la fonte en acier et en fer fondu par rinjection de l'air dans la fonte en fusion. Ce procédé d'affinage, qui avait reçu le nom de procédé Béssemer d'après son inventeur, fut essayé en Suède, dans les années 1857 et 1858, avec des résultats plus heureux, quoique l'on eût aussi à lutter contre de grandes difficultés. Le procédé Béssemer a donc reçu en Suède son principal développement, auquel nous consacrons l'exposé qui suit.

Le premier fourneau Béssemer à Dormsjô.

Le négociant suédois Pontus Kleman, propriétaire des usines de Garpenberg et de Dormsjô, avait à cette époque son domicile en Angleterre. Il résolut d'essayer la nouvelle méthode d'affinage au hautfourneau suédois de Dormsjô, où il fit construire dans ce but un petit four Béssemer, dont Sir H. Béssemer avait lui-même donné le plan.

Ces premiers essais à Dormsjô furent exécutés en 1857 sous la direction d'un ingénieur suédois, John Leffler, venu d'Angleterre dans ce but. Le four Béssemer (la figure ci-dessus) était de forme cylindrique à pignons plans, et suspendu par deux tourillons au bord supérieur des pignons. L'un de ces tourillons était creux, et faisait aussi partie de la conduite du vent, qui se poursuivait sous le cylindre où, comme le montre le dessin, le vent était introduit par 6 tuyères dans la cornue. Cette dernière se mouvait & l'aide d'un treuil et d'une chaîne en fer fixée au bord de l'un

des pignons diamétralement contre le tourillon de l'arbre. Le four était par conséquent une espèce de four réversible. Il avait an surplus 2 orifices, Tun à la même hauteur que les tourillons, l'autre un peu plus bas, sur le côté, pour la coulée de Tacier; cet orifice était bouché pendant la fusion.

Fourneau Bessemer à Edsken,

La fonte prise directement du haut-fourneau était versée par Torifice supérieur.

Ce four donnait des résultats peu satisfaisants. L'acier était toujours trop froid, et la majeure partie se solidifiait dans l'intérieur dn four. Malgré ces inconvénients, le brevet Bessemer fut acheté en Suède, en 1857, par le consul G.-P. Gôransson. Il était alors le chef et l'un des principaux intéressés de la maison de commerce Daniel Elfstrand & C*«, qui possédait l'usine de Hôgbo et le haut-fourneau d'Edsken, où les expériences avec le procédé Bessemer furent transférées de Dormsjô en novembre de la même année.

On fit aussi à Edsken quelques expériences avec le four quia vait servi à Dormsjô, mais on y construisit ensuite un nouveau fourneau dont Bessemer avait donné le modèle.

Cette cornue, la figure à la page 232, était un fourneau fixe, horizontal, avec deux rangs de tuyères placées autour du fourneau tout près du fond.

Les expériences à Edsken furent aussi dirigées par Tingénieur Leffler, assisté des ingénieures Cari Lundvik et C-i. Lindberg.

Les résultats furent néanmoins de nouveau peu satisfaisants. Parfois on obtenait, il est vrai, de bon acier, mais souvent il se boursouflait, et ne pouvait être que partiellement écoulé du fourneau. 11 était évidemment trop froid.

Enfin, M. Gôransson fit enlever la rangée supérieure de tuyères, agrandit simultanément la rangée inférieure, et dans ce type modifié du fourneau fut faite, le 18 juillet 1858, la première opération d'affinage avec de tout autres résultats que les précédents. L'acier devint rapidement très liquide, plus dense, put être coulé sans peine, et fit preuve d'excellentes qualités.

Les expériences étaient terminées, en ayant fourni la preuve que le procédé Bessemer était une méthode d'affinage tout à la fois économique et avantageuse. Elle fut continuée depuis lors à Edsken jusqu'en mars 1 866, époque où cette usine cessa de travailler. Il s'était toutefois constitué dans l'entre-temps une nouvelle société, la société anonyme de Hôgbo, dont M.

Gôransson devint le chef, et qui, dans

les années 1862/63, bâtit à Sandviken une nouvelle usine avec atelier Bessemer. C'est ici que fut construit, sur les dessins de Bessemer, le convertisseur bien connu qui porte le nom de cet éminent métallurgiste. Les opérations furent conduites par les ingénieurs C. Lundvik et 0, Kollberg. . Ce dernier découvrit, par des analyses et des investigations scientifiques, la marche chimique du nouveau proeédé d'affinage et les conditions . présidant à son exécution.

Le procédé Bessemer ayant enfin réussi à Edsken, on commença à introduire, dans plusieurs autres usines de fer suédoises, le même procédé d'affinage qui paraissait si bien convenir à notre pays, avec ses minerais francs d'impuretés et ses chutes d'eau comme force motrice. Il y fut construit les mêmes fours verticaux que ceux d'Edsken.

G.'F. Oôranssan.

Il tarda néanmoins longtemps avant la pleine réalisation des avantages que Ton espérait obtenir chez nous par la nouvelle méthode.

L'industrie suédoise du fer était, comme nous l'avons dit plus haut, répartie à cette époque entre un grand nombre de petites usines, et il manquait de laminoirs pour donner un travail ultérieur aux lingots d'acier, qui par cette raison devaient être exportés. Gela devenait de moins en moins économique à mesure que l'étranger fabriquait toujours plus de métal Bessemer. Cette circonstance, jointe à celle que les anciens fours Bessemer verticaux étaient moins commodes que la convertisseurs, eut pour résultat que le procédé Bessemer ne fit que très lentement des progrès ultérieurs, et quç même un certain nombre d'usines Bessemer déjà construites cessèrent de travailler. Quant à l'usine Bessemer de Sandviken, eîk continua incessamment de progresser, et son chef, M. Gôransson, y établit des laminoirs avec des trains gros et petits pour le corroyage tant à cba«d qu'à froii ainsi qu'un marteau pilon à vapeur etc. pour le perfectionnement du métal Bessemer. Encore à l'heure présente, l'usine de Sandviken occupe le premier rang parmi les établissements Bessemer pour la fabrication du métal mentionné. Ainsi, M. Gôransson a non-seulement mené à bonne fin et introduit dans le pays b méthode Bessemer, mais encore commencé à en manufacturer l'acier sur nne échelle considérable.

D'autres usines suivirent successivement l'exemple de Sandviken, et l'on peut actuellement mentionner, comme les principales usines Bessemer dn pays, celles de Sandviken, Domnarfvet, Hagfors, Iggesund, Bjômborg, Vestanfors, etc., toutes produisant un métal Bessemer remarquable, qu'elle travaillent aussi elles-mêmes pour des buts industriels.

État actuel du procédé Bessemer eu Suède. La fonte employée & la production de l'acier Bessemer est dans la règle une fonte de charbon de bois très pure de soufre et de phosphore, prise directement du haut-fourneau, et que l'on ne refond pas dans des cubilots.

Sa teneur en silicium varie de 0*6 à 1 ?i et en manganèse de 1*5 à 2*5 %. On n'emploie que dans des cas isolés une quantité plus grande de silicium et de manganèse dans la fonte.

Cette composition de la fonte permet d'interrompre l'opération quand la teneur désirée de carbone chez l'acier est atteinte, et l'on n'en obtient pas moins un acier très pur et franc de silicium, sans avoir à le transformer d'abord en acier doux, puis à carburer de nouveau le produit à l'aide de charbon ou de fonte, comme cela se pratique à l'étranger.

Afin d'obtenir une fonte pareille avec une teneur considérable de manganèse et une ipiantité relativement faible de silicium, il est nécessaire d'avoir recous à un laitier de haut-fourneau passablement basique dont la richesse en silice varie d'ordinaire du sesqui- au mono-silicate. Or, comme un laitier basique est asseï réfractaire, la température du haut-fourneau doit être p. ex. plus élevée que celle nécessaire pour la fonte Lancashire, d'où il suit que la consommation de charbon devient plus grande et le métal Bessemer conséquemment plus cher à produire. La fonte est, par contre, ainsi sensiblement plus chaude, et cet excédant de chaleur est d'un très grand avantage dans le convertisseur Bessemer. En effet, c'est en tout premier lieu le silicium de la fonte qui produit par son oxydation la chaleur nécessaire (le manganèse aussi, il est vrai, mais à un moindre degré). L'opération, avec une teneur si petite de silicium dans la fonte, d'ordinaire au-dessous de 1 %y serait à peine possible sans une température de la fonte de beaucoup

supérieure à celle de fusion. Une teneur de silicium supérieure dans la fonte, avec la haute température qui en résulte, augmente aussi la difiîculté d'obtenir un bon produit dans le procédé Bessemer suédois (savoir l'interruption de Topération à la teneur de carbone désirée). L'affinage consiste, comme on le sait, dans l'oxydation du silicium de la fonte, du manganèse et du carbone par l'oxygène. Or, l'affinité de ces divers corps avec l'oxygène se modifie avec. la température, de sorte qu'à une température correspondant à peu près à la température de fusion de la fonte, les corps mentionnés s'oxydent dans l'ordre indiqué ci-dessus. Si, par contre, la température est excessivement élevée, leur oxydation et leur élimination de la fonte peuvent même s'effectuer dans un sens parfaitement inverse, ÂU8S3 faut-il veiller avec un très grand soin à ce que la marche de l'opération ait exactement lieu à la température désirée, pour éviter d'un côté une marche trop froide amenant déjà le refroidissement du métal dans le convertisseur ou la XK>che, ou aussi une marche trop chaude nuisant à la qualité de l'acier par une trop grande teneur de silicium ou de manganèse. Ce n'est pas tout encore: les soufflures que le métal contient toujours en plus ou moins grande quantité après son refroidissement, et qui sont produites par des gaz cherchant à se déga^r pendant le refroidissement même, dépendent aussi de la température, tant par leur nombre que par leur disposition dans le lingot.

Monsieur C-A. Caspersson, ingénieur à l'usine de Vestanfors, a fait de nombreuses observations sur cette matière, et il a essayé de fixer différentes températures se produisant pendant l'opération, qu'il a désignées par les chiffres 0, 1, 2, 3 et 4. Au plus bas degré de chaleur, soit 0, le métal contient une forte quantité de soufflures disposées dans la totalité du lingot. Au degré supérieur suivant de chaleur, le N<» 1, le nombre des soufflures diminue, et celles-ci forment alors une zone dans l'intérieur du lingot, dont les parties internes et externes en sont par contre entièrement franches. Au degré de température N° 2, les soufflures diminuent encore plus en nombre, mais elles sont maintenant placées an voisinage de la surface du lingot, qui accuse en outre des dispositions à devenir moins compact (à se creuser) au sommet et au centre. Cette circonstance, qui ne provient cependant pas des gaz, mais de la contraction et du retrait du métal pendant le refroidissement, est nommée c tuyau» (pipa) ou entonnoir de succion. Si l'on porte ultérieurement la température aux N<»" 3 et 4, la formation des soufflures disparaît, mais la cavité centrale, le «tuyau», va toujours en augmentant. Les soufflures à la surface du lingot et le «tuyau» sont les plus nuisibles, en ce que leurs parois intérieures sont oxydées par l'air dans le réchauffage du lingot pour son travail ultérieur. Il est impossible de les souder, et elles produisent des fissures exerçant une influence désavantageuse sur la solidité du métal, ce qui n'est par contre pas le cas des boursouflures intérieures. Par cette raison, le degré de chaleur N** 1 est le seul employable. Il y a lieu d'ajouter ultérieurement que ces températures différentes désignées par des chiffres ne sont pas constantes; elles varient avec la teneur de carbone (dont l'augmentation rend l'acier plus fusible), de sorte qu'une température désigiiée, p. ex., par 0 pour l'acier doux, et par conséquent totalement insuffisante, convient à l'acier plus carburé, etc.

On entend fréquemment faire mention de cet exposé de Caspersson quant à la température convenable à laquelle la coulée de l'acier doit se faire, mais on pourrait le croire très compliqué- et d'une application difficile. Or, ce n'est pas le cas, vu que ces degrés de température indiqués en chiffres par Caspersson dépendent en premier lieu de la quantité de silicium contenue dans la fonte, quantité facile à apprécier au simple aspect de cette dernière.

Le silicium (et le manganèse) est l'élément calorifique de la fonte. Or, il est facile de juger de la teneur de celle-ci par la teneur en graphite de la fonte coulée dans une coquille d'essai, et c'est d'après cela que l'on devra déterminer

jusqu'à un certain point la teneur en carbone du produit, si l'on Teut que l'&der soit de première qualité.

On devra bien se garder de fabriquer de l'acier doux avec de la fonte entièrement blanche, et de l'acier dur avec de la fonte parfaitement grise. On sait que, dans le premier cas, le produit sera trop froid, et dans le second trop chargé de silicium et de manganèse. On dépend dans le premier cas de la mardie du haut-fourneau qui, pour la fabrication d'une grande quantité d'acier du même degré de dureté, doit être tout particulièrement égale et fournir tonjoun nue fonte ayant la teneur de silicium et de manganèse convenant le mieux à la fabrication de l'acier de cette dureté.

En assortissant soigneusement le charbon de bois et en le séchant, si nécessaire, en tenant le laitier au degré de silicate fixé, et en réglant la température avec de bons appareils de chauffage, on réussit fréquemment, pendant un long espace de temps, à produire une fonte homogène. Il se produit cependant ansD plus d'une fois des dérangements dans la marche du haut-fourneau, la fonte devient trop blanche ou trop grise pour l'acier qui doit être fabriqué, et alors il vant mieux fabriquer avec cette fonte un acier d'une autre teneur de carbone pour laquelle cette fonte convient le mieux.

Cette circonstance est le plus grand inconvénient de la méthode Bessemer suédoise.

Afin d'éviter autant que possible la présence d'impuretés dans l'acier et de «tuyaux» dans le lingot, il est indispensable d'avoir une fonte telle, qne la température du convertisseur ne soit pas inutilement élevée. Dans ce cas, il en suit aussi, comme l'a démontré M. Caspersson, que les gaz forment dei soufflures en zones intérieures (circonstance dépendant principalement de la fluidité et des conditions de contraction du métal), ce qui est une circonstance heureuse.

Il se produit aussi, pendant l'opération même, certains signes caractérisant la température basse ou élevée du métal dans le convertisseur, telles que le temps qui se passe depuis le commencement de l'opération jusqu'au bouillonnement (la partie de l'opération où le carbone sous la forme d'oxyde de carbone se dégage violemment en bulles de la masse du métal liquide), la nature de la flamme sortant du convertisseur Bessemer, l'aspect du laitier, etc.

On possède aussi le moyen d'augmenter ou de diminuer la température do métal pendant la marche de l'opération, en ajoutant du ferro-silicium dans le premier cas et des déchets de fer froids dans le second. Le mieux est néanmoins d'avoir, dès le commencement, une fonte donnant à l'affinage une température suffisante pour l'acier.

Le procédé Bessemer suédois possède ce grand avantage, qu'une addition de fer manganésifère à la fin de l'opération, en vue de prévenir la casse à ronge chez l'acier par suite de l'oxydation du métal, devient inutile, d'un côté par la raison que la quantité de manganèse du métal est considérable, de l'autre par celle que l'opération est interrompue pendant que la teneur en carbone est élevée, et que, par suite, le métal ne peut pa5 contenir de fer oxydé. Ce n'est que dans le cas où il s'agit de la production de l'acier doux, que l'on emploie une addition de ferro-manganèse.

Pour obtenir, par contre, des lingots totalement francs de soufflures, on ajoute parfois, à la fin de l'opération, soit du ferro-manganèse siliceux ou de l'aluminium, le premier dans le convertisseur même, et le second pendant la coulée dans lea coquilles. La quantité de l'addition d'aluminium dépend de la teneur de carbone de l'acier. Pour L'acier dur, on n'en emploie que O'oos %j mais pour le doux, on va jusqu'à 0*02 % et au delà.

Une plus grande addition d'aluminium fait que l'acier coule épais et augmente les soufflures au lieu de les diminuer.

Ij€ eonyertisgenr. Les fourneaux Bessemer employés actuellement, ou les convertisseurs, sont de la même forme que les premiers convertisseurs employés à S&ndviken en 18p3. La seule différence est que la grandeur et les agencements mécaniques du système de bascule ont subi certaines modifications. Le fourneau construit de tôle de fer, garni à Tintérieur de briques de silice ou de masse de qnartz foulée, est suspendu sur deux tourillons, dont Tun, creux, est en combinaison avec la conduite du vent. Celle-"ci se poursuit, par une conduite spéciale, jnsqn'à une boîte installée sous le fond du convertisseur, d*où le vent, passant ensuite par un grand nombre de petits trous (tuyères), pénètre dans le fourneau et traverse le métal liquide.

Convertisseur Bessemer.

Le fond est maçonné soit en brique spécialement formée dans ce bût, avec un certain nombre de trous dans chaque pièce (fond de coulée), ou aussi Ton se sert de «tuyères Bessemer» ou cylindres en terre réfractaire, chacun muni de 10 à 13 petits trous, qui sont maçonnés dans le fond. Ces deux dispositifs sont à peu près également en usage. Les fonds maçonnés ont un grand nombre 4e trous, savoir de 150 à 200, chacun de 6 à 8 mm. de diamètre. Dans l'emploi de tuyères Bessemer, le nombre des trous est inférieur, savoir de 90 à 12,0, mais le diamètre des trous est alors plus grand, c.-à-d. de 12 à 16 mm. L'aire totale de ces trous varie entre 35 et 50 cm^ par tonne de fonte, et est par conséquent relativement grande en comparaison de ce qui se pratique dans d'autres pays. C'est aussi nécessaire, par la raison que le convertisseur est petit, la charge ne pouvant pas dépasser une coulée du haut-fourneau, savoir 3 à 4 tonnes, et la fonte devant avoir une teneur de silice comparativement basse. Ces deux circonstances contribuent à ce que la chaleur du convertisseur a des dispositions à se tenir basse, et que l'acier deviendrait trop froid si les tuyères n'étaient pas assez. grandes pour permettre à l'affinage de se faire en un court espace de temps.

La pression du vent varie de 500 à 1,000 mm. de mercure.

L'opération. Du haut-fourneau, la fonte est prise dans une grande poche, et l'on en tire une épreuve que l'on coule dans une petite coquille. La poche

avec la fonte est pesée et conduite ensuite au converdsseur que Ton renTote maintenant dans la position horizontale, sur quoi la fonte est versée, par un chénean de tôle mobile (garni d'argile réfractaire), dans le convertisseur par le gueahrdbouche de ce dernier.

Fabrication du fer Besstmer.

Dans Tentre-temps, l'épreuve de fonte s'est refroidie et a été brisée. On juge à l'apparence de sa cassure de la quantité de silicium qu'elle contient, et la pression de vent la plus convenable à employer dès le commencement de l'opération.

Si l'échantillon de fonte est complètement gris, on emploie d'ordinaire ta plus haute pression qu'il soit possible d'obtenir, 1,000 mm. de mercure ou au

FABRICATION DE l'aCIER. 239

delà, car de la fonte riche en graphite prédispose les tuyères à s'obstruer, et l'oxydation du silicium exige une forte quantité de vent. Dans Textrême contraire, c'est-à-dire comme pour la fonte parfaitement blanche, on emploie par contre une très basse pression, 600 mm. par exemple. Une pression de vent, correspondant an degré de chaleur de la fonte, ayant ainsi été établie, on relève le convertisseur, et le vent traverse la fonte liquide; l'affinage commence et sa marche est jugée d'un côté par la grandeur et l'apparence de la flamme sortant du bec de la cornue, et de l'autre- par les étincelles produites par la combustion des gouttelettes de fer expulsées avec les gaz (la figure ci-dessus).

Ce n'est que quand le silicium et le manganèse ont été oxydés en majeure partie et qu'il s'est formé des scories, que l'oxydation du carbone commence, avec dégagement abondant d'oxyde de carbone donnant à la flamme une teinte violette, signe du commencement de la période d'ébuUition.

Une plus forte teneur de manganèse, de silicium et de graphite de la foute retarde le commencement de l'ébullition qui, pour la fonte totalement grise, peut exiger de 8 à 10 minutes, mais commence souvent pour la fonte entièrement blanche au bout de 1*5 minute. Le commencement de l'ébullition est cependant retardé même pour une fonte blanche que sa basse température a épaissie. Avec une fonte chaude de composition normale, l'ébullition commence après 3 minutes environ.

Le dégagement violent d'oxyde carbonique pendant cette période fait monter la masse fluide avec expulsion de la cornue d'une quantité de scories et de parties du métal. Afin de diminuer cet inconvénient, on abaisse, durant cette période, la pression du vent de 100 à 200 mm., mais, dans la règle, on l'augmente de nouveau quand l'ébullition a diminué. Pendant la marche de l'opération, la dureté de l'acier est indiquée par la longueur et la couleur de la flamme, mais principalement par la nature des étincelles projetées du convertisseur.

Ces étincelles sont dues, comme il a été dit, à la combustion de petites particules du métal; l'éclat qu'elles développent se modifie avec la teneur en carbone du fer comburé. Si cette teneur est élevée, les étincelles sont grandes, relativement peu nombreuses, et donnent un éclat d'un blanc vif, mais à mesure que la teneur de carbone diminue, le nombre des étincelles augmente, elles deviennent plus petites, et brûlent d'un éclat bleuâtre plus doux.

Quand on a constaté par ces indices que l'acier commence à se rapprocher de la teneur de carbone qu'il doit avoir, on renverse le convertisseur et l'on arrête le vent. Cela fait, l'acier est soumis à d'autres épreuves visant une appréciation plus rigoureuse de sa dureté (teneur de carbone). A l'aide d'une poche de fer enduite d'argile que l'on introduit par l'ouverture du convertisseur, on retire un échantillon de l'acier dont on remplit une petite coquille. La nature des étincelles que l'acier dégage alors, peut maintenant être plus sûrement appréciée que pendant l'opération, et la forme de la surface de l'acier refroidi dans la coquille en indique de plus la teneur de charbon avec une grande sûreté. Si cette teneur dépasse 1 %, if se gonfle légèrement et se refroidit en formant une surface convexe; à 0*9 o %f l'acier trahit par contre au centre de légers indices d'une dépression centrale (surface concave), s'accusant toujours plus à mesure de la réduction dans la teneur de carbone. Il en résulte que, pour l'acier très doux, avec une teneur en carbone de O'i % et au-dessous, le métal, après le refroidissement, ne remplit que la moitié au plus de la coquille, et forme des bords le long des parois de cette dernière.

D'un autre côté, si cette épreuve indique une trop forte teneur de carbone, on relève le convertisseur, et on continue le soufflage pendant une courte période. On tire encore un échantillon et, s'il est nécessaire, on reprend pendant quelques instants l'opération, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'acier possède la teneur voulue de carbone.

Mais ou ne se contente pas de cet essai, et après que la teneur présamée juste en carbone a été déterminée, on forge le morceau d'acier obtenu de la coquille, et on tire des épreuves, soit pour contrôler ultérieurement la teneur de carbone, ou afin d'examiner si Tacier est cassant à rouge (par suite de la présence de fer oxydé).

Le procédé suivi dans ces épreuves de forge varie quelque peu selon que les épreuves précédentes décrites ci-dessus ont montré une teneur de carbone apérieure k O'bO %, Si la teneur de carbone est à ce chiffre ou au-dessus, on l'évalue d'un côté par la facilité plus ou moins grande avec laquelle l'acier 8e brûle, et de l'autre par l'aspect de la cassure après la trempe de l'acier.

Êdiantillons forgés.

Si l'on chauffe un acier à une température aussi haute que le blanc, la cassure devient cristalline ; il émet des étincelles quand on le sort du foyer de forge et prend des dispositions à se fissurer et à s'émietter quand on le forge. L'acier i été chauffé dans ce cas à une température trop élevée, et reçoit alors le nom d'acier brûlé. Or, plus la quantité de carbone est élevée, plus l'acier se brûle facilement, de sorte que si la teneur de carbone n'est que de 0"5 0, l'acier brûlé peut être forgé avec une certaine prudence sans se casser. Avec une teneur de carbone croissante, la difficulté de le forger augmente toujours, de sorte que a cette teneur dépasse 1 %, l'acier se pulvérise pour ainsi dire quand on essaie de le forger au marteau. Plus est grande la teneur de l'acier en carbone, plus est basse la température à laquelle il se brûle.

L'essai mentionné est toujours combiné avec un essai de trempe, dans laquelle la teneur de carbone est appréciée par la facilité de casser l'acier et par l'aspect de la surface de cassure après la trempe.

Pour cette épreuve, on forge l'acier dans les dimensions de 15x4 mm., après quoi on le chauffe à jaune et on le brise. A la fragilité de l'acier après la trempe, c'est-à-dire après les coups de marteau plus ou moins violents, nécessaires pour provoquer la fracture, en combinaison avec l'aspect de la cassure, il est possible de juger la teneur en carbone quand cette teneur dépasse 0'50 %.

FABRIGATION DE L ACIER.

Poche Caaperaaon.

En effet, avec une teneur de 0*5 o % de carbone, l'acier se rompt net Bans se ployer, si on le pose sur le bord de Tenclume, et qn'on lai donne de forts coups de marteau; quant à la cassure, elle est claire et à gros grains. Or, plus la teneur en carbone est éleyée, plus l'acier se rompt facilement et plus la cassure est fine et foncée. Si la teneur en carbone est inférieure à O'so %, Tacier subit par contre une faible flexion ayant de rompre, et plus cette teneur diminue, plus on amène Tacier à se ployer, de sorte que le métal doux avec une teneur de 0'i5 % de carbone se ploie complètement sans qu'il se produise de fissure.

Les teneurs de carbone au-dessous de 0*5 o % sont par cette raison toujours jugées d'après le degré de ploiement à froid de l'acier trempé, sans qu'il se rompe, pendant l'opération, au lieu de l'être par l'aspect de la cassure et par la facilité de l'acier à se brûler.

La netteté rigoureuse avec laquelle les essais de ploiement permettent de déterminer la teneur en carbone de Tacier et du métal très doux, ressort dans toute son éTidence des reproductions pbotograhiques ci-dessus d'épreuves effectives de ploiement de l'acier avec des teneurs différentes de carbone, dont le N^ 1 contient 0* 1 5 %, le N® 2, 0-25 %, le N° 3, O'so %, et le N<* 4, 0*35 % de carbone.

Ces essais du degré de dureté de l'acier sont combinés avec d'autres visant la disposition à la rupture à froid. Si la quantité de carbone s'élève au-dessus de 0*50 %y l'essai s'effectue en ployant au rouge cerise l'acier forgé à 16x4 mm. autour du bord de l'enclume. Plus l'acier est à même de se ployer sans rompre, moins il est rouverin (exposé à la casse au chaud rouge).

Dès que l'on a constaté, de la manière décrite ci-dessus, que l'acier a la dureté voulue, on le coule du convertisseur dans les lingotières.

Seulement dans les cas où l'acier est rouverin, on ajoute du ferro-manganèse dans le convertisseur avant la coulée. Comme il a été dit plus haut, une addition pareille n'est pas nécessaire pour l'acier, mais elle l'est presque toujours pour le métal doux.

Aussi longtemps que l'on employait dans les usines Bessemer des appareils de chauffage petits et loin de convenir à leur but, il était fréquemment dii^cile d'obtenir une fonte suffisamment chaude, d'où résultait l'inconvénient du refroidissement de l'acier à la coulée. Cela amena, en 1880, M. Caspersson à construire une espèce de demi-poche, qui, l'opération terminée, est fixée au bec du convertisseur. Â mesure du renversement du dernier, une partie de l'acier coule dans la poche, d'où on le verse ensuite de la façon ordinaire dans les lingotières.

Par cet arrangement, la majeure partie de l'acier reste pendant la coulée dans le convertisseur, et n'est dès lors pas exposée au refroidissement qui se produit toujours quand la totalité de l'acier est versée simultanément dans une grande poche relativement moins chaude. La figure ci-dessus montre un convertisseur muni de la poche Caspersson* Ce dispositif donne néanmoins lieu à certains inconvénients, parmi lesquels celui que les lingotières doivent être installées près du convertisseur et mobiles. L'emploi de cette espèce de poche est maintenant assez rare, et partout où l'on s'en sert encore, ce n'est que lorsqu'il s'agit de produire du métal doux.

La Suède. IL

242 y. MINBS ET USINES DE LA SUÈDE.

On prend ultérieurement pendant la coulée des échantillonfl de Tacier que Ton analyse quant à leur teneur en carbone, au moyen des épreuves de charbon calorimétriques d'Egertz, ou aussi fréquemment pour déterminer la quantité d'autres matières, telles que le phosphore, le silicium, le manganèse et le soufre.

Dans la règle, les teneurs en carbone offrent une conformité très exacte arec les degrés de dureté déterminés par le procédé des échantillons de forge, degrés indiqués aussi en teneurs de carbone. Elles doivent aussi naturellement le faire, l'acier Bessemer suédois étant un acier de carbone très pur, généralement exempit de silicium et de manganèse. Ce n'est qu'exceptionnellement, comme lorsque l'ader a été trop chaud et durci par des impuretés de silicium et de manganèse, que ces doubles épreuves ne sont pas conformes entre elles.

Afin d'empêcher que les lingotières ne soient attaquées par l'acier chand^ on jette au fond une petite quantité de sciure de bois ou d'huile, et afin d'arrêter un développement ultérieur de gaz après le remplissage de la liftgotière, on la recouvre avec un bouchon de fonte, de sable ou d'autres matières convenables. Comme il se produit d'ordinaire un intervalle de plusieurs heures entre les opérations, le convertisseur et les poches se refroidissent, et ils doivent par conséquent subir un chauffage spécial avant l'opération. Ce chauffage se fait parfois au coke ou au charbon de bois, mais d'ordinaire au gaz de hautfourneau, que l'on brûle avec de l'air dans un bec spécialement constroit à cet effet.

Les convertisseurs Bessemer suédois sont petits. Le diamètre du fond comporte entre 1 et 1*3 mètres, celui de la partie cylindrique de l's à 1*7 m., et la haateor de 2 à 2*5 m. Toutes ces mesures sont intérieures. Pour retenir autant que possible la chaleur dans le convertisseur, celui-ci reçoit un bec étroit, ayant de 200 à 300 mm. au plus de diamètre.

L'une des usines Bessemer suédoises, celle d'Avesta, ne se sert que d'un convertisseur de très petites dimensions. Il y fut construit en 1878 une petite oomoe Bessemer de la forme ordinaire, destinée à des charges ne pesant qu'environ 200 kg. Ce convertisseur a été remplacé depuis lors par un plus grand de la e»Dstruction Robert, et la grandeur de la charge dépasse désormais un peu 1 tonne. Ce dernier fourneau Bessemer ne possède qu'une tuyère, et pour la coulée, (m emploie la poche de Caspersson.

L'avantage proprement dit de ces petits convertisseurs est que l'opératioii n'exige pas des machines soufflantes aussi grandes ni aussi puissantes que les convertisseurs des dimensions ordinaires. La température devient par contre plus basse par suite d'un plus grand rayonnement de la chaleur, inconvénient qui toutefois, vu que la fonte est tirée directement du haut-fourneau, est contre-balancé jusqu'à un certain point par l'avantage que ces petites cha^^ permettent de diminuer la distance entre les tuyères et le fond du haut-fourneau, et d'avoir par suite une fonte plus chaude. La perte est cependant un peu plus grande que dans les convertisseurs ordinaires du type plus grand.

On se sert du procédé basique Thomas Gilchrist dans une seule usine, celle de Domnarfvet, où l'on emploie le procédé acide ainsi que le basique.

La fonte pour le procédé basique est fabriquée des minerais les pins riches en phosphore du gisement de fer de GrAngesberg, et est prise aussi directement du haut-fourneau dans le convertisseur enduit de dolomie calcinée. La méthode est du reste la même que celle des usines allemandes de l'espèce. On ne recarbure pas, cependant, le métal basique doux, et les scories Thomas obtenues sont consommées dans le pays comme engrais.

La perte dans la méthode Bessemer suédoise varie entre 7 et 10 ^C

La Suède possède 12 usines Bessemer avec une totalité de 27 convertisseon. En 1898, la production s'est élevée à 102,254 tonnes.

Procédé Martin. Dès 1866, il fut construit des fours à réchauffer, munis de régésérateurs, à Tusine de Munkfors, appartenant aux grands établissements d'Uddeholin. L'un de ces fours fut transformé, en 1868, en un petit four Martin, dans lequel furent faits les premiers essais de ce procédé en Suède sous la conduite du directeur L. Binman^ qui Tannée précédente Tavait étudié en France chez Tinventeur même, M. Martin, à Sireuil.

Le développement du procédé fut toutefois très lent. Quelques rares usines seules se livrèrent à des expériences en employant de petits fours de 1 ou 2 tonnes à générateurs ouverts. Le combustible employé était du gaz de bois, et des condenseurs servaient à séparer l'eau du gaz.

Dès 1880, cependant, le procédé Martin fit des progrès très sensibles. On construisit les fours plus grands, savoir pour 5 à 10 tonnes, on commença à employer du minerai comme addition dans l'aflSnage. Les régénérateurs furent construits avec des canaux et des portes pour le gaz et l'air, et le combustible se composa de gaz de houille.

Le procédé Martin gagna une faveur croissante, principalement pour la production des clous à cheval et du fil de fer. Le métal commença aussi à être de plus en plus employé à la fabrication d'articles d'acier coulé, tels que cylindres pour laminoirs, roues dentées, ancres de navires, enclumes, etc. En 1883, il fut construit à Bofors une usine avec des fours Martin pour la fabrication de canons. Les dimensions des fours furent augmentées ultérieurement pendant la dernière période décennale, et l'on a aussi introduit la fabrication du métal Martin sur sole basique.

Le procédé Martin est, comme le puddlage, un affinage au four à réverbère. Ici, il faut cependant que la chaleur soit très élevée, par la raison que, l'affinage terminé, le métal doit être coulé du four, ce qui exige une température de 1,500 à 1,800"* C, selon la quantité de carbone que le métal contient. Par suite de cette élévation de la température, la marche chimique de l'affinage est aussi quelque peu différente.

La matière première est de la fonte et du fer ou de l'acier doux (ferraille) en proportions très variables. Il est toujours nécessaire d'oxyder et d'éliminer le silicium et le manganèse, ainsi qu'une plus ou moins grande quantité de carbone. L'oxydation de ces corps s'effectue ou directement, par les gaz de combustion chauds passant à travers le four, ou indirectement, par le silicate de protoxide de fer, formé à la fusion du métal, qui nage à la surface du fer fondu sous la forme de scories, dont le pouvoir oxydant est en outre renforcé d'ordinaire par une addition de minerai de fer, de battitures, etc. Les parois et la sole de la cuve même doivent être en matière très réfractaire, et l'on utilise dans ce but du quartz, de la chaux ou de la magnésie (dolomite calcinée).

Quand le foyer est construit de briques ou de masse de quartz (pour Martin acide), les scories devront aussi être riches en silice, afin de prévenir des dégradations trop considérables. Or, des scories acides n'ont pas d'action oxydante sur le phosphore et très peu sur le silicium. Dans le procédé du Martin acide, le phosphore reste par cette raison complètement dans le métal, tandis que le silicium disparait plus ou moins, suivant l'élévation de la température.

244 y. MINES ET USINES DE LA SUÈDE.

Il faut par conséquent, dans la fabrication d'acier à faible tenenr de silidum, que les scories soient plus riches en fer et la température relativement basse, mais en ce cas il est impossible d'éviter que la garniture de la cuve ne soit fortement attaquée. C'est par contre l'inverse qui a lieu quand la cuve est de dolomite calcinée ou de magnésie (Martin basique).

Les scories devront être tenues basiques, par l'addition de chaux, qui facilite l'oxydation du silicium et du phosphore, ces corps entrant comme acides dans les scories, et la combustion du carbone s'opère aussi plus rapidement.

Combustible et générateurs. Pour la production du gaz du générateur, on utilise d'ordinaire du bois, des souches ou de la tourbe, parfois de la houille. Précédemment on employait toujours des condenseurs, en fabriquant le gaz d'une matière chargée d'eau, telle que le bois ou la tourbe. Vers 1890, il fut cependant fait, par un ingénieur des mines, M. Odelstjerna, des essais d'utilisation du bois sans condensation de la vapeur d'eau. Ces essais donnèrent des résultats si satisfaisants, que ron ne se sert plus désormais de condenseurs pour la fabrication du gaz de bois ou de souches, si ces combustibles ont été préalablement bien séchés à l'aîr.

On emploie fréquemment un mélange de ces divers combustibles, comme bois et houille, etc.

La fabrication du gaz a toujours lieu dans des générateurs, munis en dessous d'une grille, plane pour le bois ou les souches, et à gradins pour la houille. Quant à la tourbe, les générateurs sont construits sans grille, seulement avec des canaux en briques pour l'introduction de l'air au fond du four. L'air est injecté par un ventilateur, et le gaz sort ainsi du* générateur avec une pression un peu supérieure à la pression atmosphérique. Les produits de combustion du four Martin sont éloignés, par contre, au moyen du simple tirage de la cheminée. On emploie de préférence de petits générateurs, de sorte qu'un grand four Martin de 10 à 15 tonneaux en a généralement deux.

Le four Martin-Siemens. Pour l'obtention d'une température suffisamment élevée, le procédé exige, comme on le sait, l'emploi de fours avec régénérateurs.

Dans la marche acide, le four est construit en briques de quartz, généralement en briques de Dinas, que l'on enduit ultérieurement d'une couche de quartz pulvérisé. Pour la marche basique, au contraire, le four est à sa partie inférieure, immédiatement sur les dalles, de brique réfractaire commune, portant une couche de brique de magnésite, sur laquelle on dame une masse chaude de dolomite calcinée, mélangée de brai.

Les régénérateurs sont généralement placés sous le four. Le gaz et l'air arrivent par des canaux séparés jusqu'à l'instant oii ils entrent dans le four même. La paroi du four est toujours en brique de Dinas, de même que les canaux du gaz et de l'air, ainsi que les parois intérieurses du four.

La figure à la page 245 reproduit un four Martin-Siemens suédois.

Martin-Siemens acide. Dans les diverses usines Martin, la composition de la charge présente des variations très sensibles, suivant les matières premières dont on dispose et le but auquel le métal est destiné. Nous possédons, p. ex., des usines Martin employant 93 % de fonte et 7 ji de ferraille, avec 20 % de minerai de la quantité totale de la fonte et de la ferraille. D'autres usines, au contraire, emploient 74 % de ferraille et 26 % de fonte sans addition de minerai.

FABRICATION DE L ACIBR.

On introduit d'abord la fonte seule ou avec une légère addition de ferraille, puis, quand la fusion est achevée, de petites quantités de ferraille à mesure que l'affinage continue, et en dernier lieu du minerai pour accélérer l'affinage.

La fonte est toujours introduite froide, la fusion oxydant le silicium et la majeure partie du manganèse, mais dès qu'elle a eu lieu, dans la méthode acide, l'oxydation du silicium s'opère par contre très lentement. Aussi, loin de réaliser on gain de temps en versant la fonte liquide dans le four, on arrive plutôt au résultat opposé. Dans la marche basique, le résultat est inverse, comme il a été dit plus haut, et il est possible de réaliser une économie de temps et de combustible en introduisant la fonte à l'état liquide. Une petite quantité de silicium dans le métal après la fusion est néanmoins avantageuse en ceci, que l'ébullition (la sortie de l'oxyde de carbone) ne sera pas aussi violente. Le contact des scories riches en fer avec le métal fondu oxyde le carbone, qui pendant l'ébullition se dégage sous forme d'oxyde de carbone.

Fourneau Martin,

D'un autre côté, le pouvoir oxydant de la scorie dépend de sa composition et de sa température, en ce sens notamment, que pour exercer une action oxydante, les scories devront contenir, à une basse température, une plus grande quantité de fer que ce n'est nécessaire à une température supérieure. Or, la teneur de fer des scories baissant à mesure qu'elles exercent une action oxydante sur le carbone, il en suit que l'on doit ou continuellement ajouter une nouvelle quantité de fer oxydé, ou bien augmenter la température pour que l'affinage (l'oxydation du carbone) ne s'arrête pas totalement. Il n'y a cependant pas lieu de craindre un cas pareil, vu qu'après la fusion du métal, la température s'élève toujours successivement dans le four, et du fer oxydé entre dans la scorie. D'un côté, dans le bouillonnement produit par l'oxyde de carbone qui s'échappe, il est rejeté avec l'oxyde des gouttelettes de fer transformées immédiatement par la flamme en oxyde qui est absorbé par les scories, et de l'autre, on fait une addition spéciale de minerai de fer quand l'affinage est trop lent et qu'il menace de s'arrêter.

y. MINES BT USINBS DE LA SUÈDE.

La quantité de fer de la scorie baisse d'ordinaire avec l'augmentation de la température, et elle devient par conséquent plus acide et pâteuse.

Il résulte de là, qu'au seul aspect des bulles qui se forment quand Toxyde de carbone se dégage de la scorie, il est déjà possible de juger de la teneur en carbone du fer. Dans la première période, en effet, quand cette teneur est élevée, la scorie contient beaucoup de fer, elle est très liquide, et les bulles ont une forme allongée et pointue; à mesure, cependant, que la teneur de carbone baisse et que la température s'élève, la scorie devient pâteuse, et les bulles prennent une forme basse et arrondie.

Dès que la partie de la charge introduite la première est fondue, on fait des additions ultérieures de ferraille à V« beure à' 1 heure d'intervalle, suivant la marche de l'ébullition. Cette ferraille contient d'ordinaire un peu de fer oxydé sous la forme de rouille ou de battitures, qui accélère l'affinage. L'oxydation du carbone devient toutefois plus difficile. à mesure que la teneur en oxyde de fer diminue, et l'on doit employer des moyens d'oxydation plus puissants, tels qu'on minerai de fer riche que l'on ajoute successivement, tandis que l'on prend des éprouvettes du métal entre chaque addition de minerai, jusqu'à ce que la quantité de carbone ait été réduite au degré voulu.

Quand la teneur de carbone est basse et la température élevée, le métal manifeste une certaine disposition à absorber de la scorie au protoxyde de fer, qui produit la casse à rouge et doit être éliminé par l'addition de ferro-man^ nèse ou de silico-manganèse.

On emploie fréquemment le ferro-manganèse pour le fer d'une teneur de carbone inférieure à 0'4 0 %y et du silico-manganèse pour l'acier. Cette addition de ferro-manganèse se fait d'ordinaire immédiatement avant la coulée du métal, mais par suite de l'acidité de la scorie, une grande partie du manganèse s'oxyde et entre dans la scorie.

Si l'addition se fait dans la poche de coulée, il faut moins de ferro-manganèse, mais alors le mélange devient fréquemment plus incomplet.

Quand le métal Martin doit être employé pour de l'acier coulé, on y ajoute toujours du silico-manganèse pour obtenir un produit compact et franc de soufflures.

Le trou de coulée du four est fermé pendant la marche au moyen de briques réfractaires, entourées de masses de quartz. Quand la coulée doit avoir lieu, on enfonce les briques dans le four, ce qui laisse une ouverture suffisamment spacieuse pour permettre l'écoulement rapide du métal dans la poche qui, placée sous l'issue, doit par conséquent être assez grande pour contenir la charge entière.

Le métal est ensuite vidé de cette poche dans les lingotières de la façon ordinaire.

Pour r« acier spécial», on emploie une addition de chrome ou de nickel, de 0*5 à 3 ^; quant à ce dernier métal, selon le but que l'on destine à l'acier.

Après la coulée, on nettoie avec soin le four de tout métal fondu, et l'on répare et l'on égalise les fissures qui peuvent s'y trouver, en les remplissant de masse quartzeuse (un mélange de farine et de petits fragments de quartz).

La masse quartzeuse nécessaire comporte de 1 à 6 hectolitres suivant la détérioration plus ou moins grande du foyer.

Cette réparation terminée, on chauffe le four à une température ayant l'élévation suffisante pour que le quartz commence à suinter, et le four est prêt à recevoir une nouvelle charge. Grâce à ces petites réparations successives, n'exigeant que V« heure à V* d'heure au plus, il est possible de fondre dans le four pendant six mois et même au delà. Le foyer souffre surtout de dégradations quand la température est basse et la scorie est riche en fer, comme dans la production de l'acier pauvre en silicium.

248 y. MINES BT USINES DE LA SUÉDE.

Pendant la marche de l'affinage, on a parfaitement le temps de prendre des échantillons de l'acier, et de déterminer la dnreté du métal par des essais de forgeage. Ces essais ont lien dç Is^ même façon qne pour le Bessemer.

Le temps nécessaire à l?ii|fi||^e d'une charge yarie considérablement, saToir de 7 à 12 heures, suivant les 'Itinérentes proportions entre la fonte et la ferrailla constituant la charge. ;

La consommation de combustible s'élève entre 250 et 300 kg. de honille ou à 30* à 40 hectolitres de bois ou de souches par tonnes de fonte.

Méthode Martin basique. La marche de cette méthode est à peu près identique à c^lle de la méthode acide. Afin de protéger le matériel basique formant la sole contre l'effet de la silicie et de l'acide phosphorique engendrés par la fusion de la fonte, il est ajouté de la chaux tant à l'introduction de la charge que pendant la fusion. On emploie de la chaux calcinée, par la raison que le calcaire produit une ébullition et un boursouflement violents à l'échappement de l'acide carbonique. On emploie de même ici du minerai pour accélérer Taifinage, mais en moindre quantité. Tous les corps formant des acides à leur oxydation, tels que le silicium, le phosphore, le charbon et le soufre, sont plus facilement oxydés par la scorie et les éléments basiques de la garniture du four.

Le manganèse, qui forme par contre une base, s'oxyde plus lentement qm dans la méthode acide, et reste partiellement dans le métal. Par la même raîM^ il s'oxyde aussi moins de fer, d'où il suit dans la règle que l'on introdniti m commencement de la mise en fusion, un peu de minerai de fer outre la duno^ pour que la scorie se charge suffisamment de fer. Il va de soi que ce minefli devra être de préférence calcaire.

Plus la charge contient de silicium et de phosphore dès le commencemet^ plus on doit avoir de chaux, mais la quantité de scories augmente aussi simultMément, ce qui retarde l'affinage. I^a teneur de silicium de la charge ne devra fir conséquent pas dépasser, si possible, plus de 0*5 %, et celle de phosphore fte de 0*22 %.

Après chaque coulée on répare la sole en remplissant les parties attaqiiei de masse de dolomite calcinée.

La voûte et les canaux sont en briques de Dinas, et l'on emploie des briqMS de magnésite comme isolateurs entre les matières réfractaires basiques et addtt.

La charge d'un four basique peut être affinée en un court espace de temps allant de 6 à 8 heures.

Afin d'empêcher la casse à rouge, on emploie ici, comme dans le procédé acide, une addition de manganèse. Cependant, comme le manganèse ne s'oxyde pas si facilement, la consommation en est relativement peu considérable.

C'est l'inverse qui a lieu quant au ferro-silicium, d'où il suit qu'il doit être ajouté dans la poche après que le métal y a été transvasé.

Le Martin acide convient surtout à la production de l'acier ordinaire ou de l'acier coulé, et le Martin basique, par contre, à celle du métal doux.

En 1898, la Suède possédait 45 fours Martin, avec une production totale de 160,706 tonnes de métal Martin,, dont 55,049 fabriquées par le procédé basique, La production de 1899 s'est élevée à J 7 1,900 tonnes.

*■■'**• Acier cémenté. Cette méthode^ tie fabrication de l'acier consiste,

comme on le sait, dans l'empaquetage; de fer doux, pauvre en carbone

(fer en barres), avec du charboîi de boiî^. pulvérisé (fraisil, poussier) dans

de grandes caisses en briques réfractaS-es ou de grès.

On chauflfe les caisses, le fer absorbe du cjirbone, et se transforme en ader dit cémenté (brânnstâl). La quantité de carbone absorbée dépend de la température; plus celle-ci est élevée, plus le fer se carbure, tandis que la durée du chauffage

ne contribue surtout qu'à une répartition plus homogène du carbone depuis la surface du fer jusqu'au centre.

Ce procédé n'impliquant aucune disparition des impuretés du fer, il est nécessaire que le métal soit dès le commencement très pur de silicium, de phosphore et de soufre.

Le fer suédois affiné au bas-foyer, fabriqué des minerais les plus purs de phosphore du pays, tels que ceux de Dannemora, de Persberg, etc., constitue une matière de toute excellence pour la fabrication de l'acier cémenté.

Aussi, cet acier a-t-il été produit en Suède pendant toute la durée du siècle dernier, mais seulement en petites quantités, savoir de 1,000 à 2,000 tonnes par an.

Usine de Hagfora.

Les fours employés en Suède sont des fours de cémentation anglais du type commun, avec deux caisses, chacune contenant environ 1 0 tonnes de fer en barres, dont l'empaquetage dans la caisse exige 17 hectolitres de fraisil de charbon de hêtre, trituré et humecté d'un peu d'eau salée.

La consommation en combustible dépend de la carburation que Ton veut donner à l'acier, mais elle est en moyenne de 3'ô m^ de sapin et de 2 m' de bouleau par tonne d'acier cémenté. Le temps nécessaire à une campagne de cémentation varie entre 3 et 4 semaines.

li'empaquetage des barres de fer dans les caisses exige une semaine, la cémentation même une semaine et demie, et le refroidissement du fourneau environ le même temps. Pendant le refroidissement, la teneur en carbone de l'acier augmente d'environ O's %.

Pendant l'année 1898, il a été fabriqué 1,148 tonnes d'acier cémenté dans les 6 fourneaux qui étaient alors en activité.

y. MINES ET USINES DE LA SUÈDE.

Production de Tacier en Suède,

Tonnes

saooo

Acier fondu au creuset (degelstâl). Nons ne possédons en Suède que deux usines fabriquant l'aciet au creuset, celles d'Osterby et de Vikmanshyttan.

Ôaterhy produit Tacier de Dannemora, célèbre dans le monde entier par sa qualité supérieure. La matière première est de Tacier fabriqué, par la méthode wallonne, de fonte de Dannemora 1*'® qualité. L'usine, qui possède des fours avec régénérateurs pour le chauffage des creusets, date de 1871. Les creusets sont fabriqués sur place d'argile réfractaire anglaise mélangée de quelques ponr cent de coke. Ils subissent un séchage très lent, et sont chauffés au chaud ronge avant leur introduction dans le four de fusion.

Chaque creuset contient environ 20 kilogrammes d'acier, avec quelques autres petites additions, et la fusion s'opère à peu près en 4 heures.

On effectue ainsi en 12 heures 3 opérations de fusion avec les mêmes creusets, que Ton jette en suite.

Le combustible employé dans le générateur du four de fusion, est la houille, dont la consommation est d'environ 150 tonnes par tonne d'acier.

La fabrication s'est élevée en 1898 à 482 tonnes.

Quant à Vikmanshyttan^ cette usine fabrique son acier au creuset de fonte granulée, c'est-à-dire réduite en petits grains dans l'eau, de minerai de fer grillé

Tabl. 40. Production annuelle de V acier ^ en tonnes^ dans tous les pays.

Pays,

tmim. 1897.

Saède

Gmnde-Bret. & Irl. ...

Belgique

Empire d'Allemagne*)

Autriche-Hongrie

France

Empire russe

États-Unis

Autres pays

Total