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Fig. 200. Four à pudler,
très-variés et très-mesurés. La dernière opération consiste à réunir les masses de fer en paquets de barres que l’on coupe en morceaux de 2 décimètres, et à les chauffer très-fortement dans un four spécial dit four à réchauffer. On les fait passer ensuite sous les cylindres d’un laminoir. Le fer se réunit ainsi en des barres soudées intimement et très-homogènes.
La tôle n’est autre chose que du fer réduit à une très-faible épaisseur à l’aide du laminoir. Le /er-blanc est de la tôle recouverte sur ses deux faces d'une légère couche d’étain. Le ferblanc se fait en plongeant dans un bain d’étain fondu de la tôle, préalablement bien nettoyée à sa surface. Ce revêtement protecteur d’un métal moins oxydable donne au fer une durée assez longue, et on peut en faire différents vases et ustensiles qui ne pourraient être façonnés avec avantage en fer pur.
L’acier est du fer combiné à quelques millièmes de charbon seulement. C’est de la fonte privée de la plus grande partie de son carbone, et dépouillée de tous les autres corps étrangers qui existent dans la fonte.
La connaissance de l’acier est très-ancienne. Les Orientaux, qui le découvrirent de bonne heure, en répandirent l’usage
chez les Européens. C’est surtout à partir du dixième siècle qu’on a fabriqué des armes blanches avec l'acier, mais on ne fabriqua qu'après le treizième siècle les couteaux, ciseaux et autres petits instruments d’acier. C’est sous le règne de la reine Marie qu’on commença à vendre en Angleterre des aiguilles d'acier. Jusqu’en 1604, tout l’acier employé en France venait en grande partie du Piémont, de l'Allemagne et de la Hongrie.
L'acier est brillant, susceptible d’un beau poli, très-ductile et très-malléable. Chauffé au rouge et refroidi peu à peu, il conserve toutes ses propriétés physiques ; mais si on le refroidit brusquement, il devient cassant et très-dur ; c’est alors de l'acier trempé. Plus le refroidissement a été rapide, et plus la différence entre la température du métal et celle du milieu refroidissant a été grande, plus l’acier acquiert de dureté.
On distingue quatre variétés d’acier : 1° l'acier nature! ou acier de fonte, avec lequel on fabrique les sabres, épées , fleurets, les scies, la grosse coutellerie, etc. On l’obtient par la décarburation incomplète de la fonte, chauffée jusqu’au point convenable, dans un fourneau d’affinage; 2 l'acier de cémentation, qu’on obtient en chauffant dans des caisses en brique réfractaire, du bon fer entouré de charbon en poudre. L’acier de cémentation sert à faire des limes, des objets de quincaillerie, etc. ; 3° l'acier fondu, qui résulte de la fusion des deux autres. Ce dernier produit est très-homogène, et prend un beau poli; on en fait des burins, des ciseaux assez durs pour couper le fer, la fonte et les autres aciers, des ressorts de montre, des instruments de chirurgie, tout ce qui concerne la coutellerie fine, etc.; 4° l'acier de l'Inde ou acier damassé, avec lequel les Orientaux fabriquent les excellentes lames des sabres de Damas.
Le cuivre. — Le cuivre est, après le fer, le métal le plus employé dans l’industrie et les arts modernes. II a été connu longtemps avant le fer. D’après l’ancienne tradition des Égyptiens, l'art d'extraire le cuivre de ses minérais aürait été trouvé dans la Thébaïde, du temps du roi Osiris. Cadmus fit connaître le cuivre aux Grecs, et leur apprit la manière de travailler ce métal. Nous savons par les récits d'Homère, qu’au temps de la guerre de Troie, c’est-à-dire mille ans avant Jésus-Christ, le
cuivre était le métal spécialement employé à la fabrication des armes. Désigné sous le nom d’oes, de calchos, d’orichalcos, le cuivre était le métal usuel chez tous les peuples de l’antiquité. D'après cela, les anciens ont dû avoir à leur disposition de trèsriches mines de cuivre natif, ou des minerais très-faciles à traiter, car l'extraction du cuivre de ses minerais actuels est une opération fort compliquée.
Le minerai de cuivre le plus commun TE hui est la pyrüe cuivreuse (sulfure double de fer et de cuivre). L’Angleterre, la Suède, l'Autriche, la Saxe, la Hongrie, la Transylvanie, en Europe; le Mexique, le Chili, le.Brésil, le Japon, la Perse, la Chine, la Sibérie, etc., sont les contrées les plus riches en minerais de cuivre. En France, les seules mines exploitées sont celles du département du Rhône.
L’extraction du cuivre des minerais non sulfurés ne présente point de difficultés. On retire le cuivre de ces oxydes naturels en les chauffant dans des fourneaux à UE avec du charbon, qui réduit l’oxyde de cuivre et l’amène à l’état de métal. Le traitement des minerais sulfurés est long et fort compliqué. Nous n’entrerons pas dans les détails de cette opération métallurgique.
Le cuivre pur est rouge, malléable, ductile et sonore. Mais il se transforme facilement en oxyde ou en carbonate vénéneux lorsqu'il a le contact de l’air humide, ou qu’il est en présence d'aliments acides ou gras. On appelle vert-de-gris le carbonate de cuivre qui provient de l’altération du cuivre à l’air humide. Pour diminuer le danger de l’emploi des vases de cuivre dans nos ménages, on les éame, c’est-à-dire on les recouvre d’une couche d’étain. A cet effet, on commence par désoxyder la pièce de cuivre (c’est l'opération du décapage) en la chauffant et en la saupoudrant d’un sel ammoniacal. La pièce étant ensuite maintenue sur le feu, on y place une quantité convenable d’étain qui entre en fusion et qu'on étend à la surface du cuivre avec une poignée d’étoupes. Cette couche d’étain, qui ne se combine point mais se superpose seule au métal qu’on veut préserver, n’a guère plus de 0,067 d'épaisseur. Il importe donc de la renouveler souvent, car l’usage en enlève journellement de petites portions.
Le cuivre forme des alliages qui jouent un grand rôle dans les arts et l'économie domestique. Allié au zinc, il constitue le laiton ou cuivre jaune, dont la fabrication se fait aujourd’hui sur une échelle immense. Le laiton sert à confectionner une foule d’ustensiles de ménage, la plupart des instruments de physique, les épingles, les boutons, les bijoux faux, etc. On le fabrique en fondant un mélange de zinc et de cuivre dans des creusets en terre réfractaire et coulant l’alliage dans des moules en sable. La moitié du laiton livré au commerce sert à faire les épingles. Quel prodigieux ouvrage que celui d’une épingle! Pour l'obtenir, il faut faire subir à un petit morceau de laiton quatorze opérations distinctes. Et chose plus prodigieuse encore, chacune de ces épingles, grâce à la division du travail, ne revient pas à quatre dix-millièmes de centime ! On ne fait subir aux épingles qu'une seule opération chimique : l’étamage.
Un autre alliage, tout aussi utile que le précédent, c’est le bronze, qui se compose de cuivre et d’étain. Il est plus fusible que le cuivre, et présente la singulière propriété de devenir malléable par la trempe. C’est la propriété opposée à celle de l'acier qui, par la trempe, devient, au contraire, dur et cassant. La composition du bronze varie selon les usages auxquels on le destine. Voici la composition des bronzes employés pour la fabrication des bouches à feu, des cloches d'église et des médailles :
BOUCIHES ATOM PERTE ES 90 cuivre 10 étain.
CHoGhas HAL ASE FRE LEUR) met DORE Médaillés eau ser MH05. 6 gr e
Le zinc. — Les anciens ne connaissaient pas le zinc, mais, chose singulière, ils savaient, à l’aide des minerais de zinc, fabriquer le laiton. Paracelse, célèbre alchimiste du seizième siècle, paraît être le premier qui ait connu ce métal à l’état de liberté. L'importance du zinc s'accroît tous les jours. On l’emploie, concurremment avec le plomb, pour couvrir les édifices, faire des réservoirs, des tuyaux de conduite, des vases divers à l'usage de l’économie domestique, etc.
Le sulfure de zinc (blende , le silicate et le carbonate (calamine)
sont les minerais de zinc les plus répandus dans la nature. Le dernier de ces minerais alimente les grandes usines de la Vieille Montagne, en Belgique, de la Silésie et de l'Angleterre.
L'extraction métallurgique du zinc s’opère d’une manière assez simple. Si on agit sur la calamine, on la calcine pour en chasser l’eau et l’acide carbonique; si on agit sur la blende, on la grille dans un four à réverbère, afin d’en chasser le soufre et de ramener ce sulfure à l’état d'oxyde par l’action oxydante de l'air. Get oxyde de zinc est alors réduit par le charbon dans des appareils fort simples, mais qui varient suivant la localité. Ainsi, par exemple, en Angleterre, le minerai est placé dans des creusets rangés autour d’un foyer central. Le fond de chaque creuset communique avec un tube en fer vertical qui descend jusqu'à la base du four. Avant le remplissage des creusets, le tube est fermé par un tampon de bois. Lorsque le four est en feu et que la réduction s’est opérée, les vapeurs de zine passent à travers le tampon amené, pour ainsi dire, à l’état d'éponge par la carbonisation; elles descendent par le tube de fer, s’y condensent, et le métal tombe goutte à goutte dans un récipient plein d’eau disposé pour le recevoir.
Le zinc est un métal blanc, doué d’un vif éclat, lamelleux, mou, et tenant le milieu entre les métaux cassants et les métaux malléables. Il est volatil; on le distille dans un creuset, quand on veut l'obtenir très-pur. Exposé à l’air humide, il se ternit, en se couvrant d’une légère couche d'oxyde. Il est très-combustible, et brûle avec une belle flamme blanche et éblouissante, dont les artificiers tirent un admirable parti dans la fabrication des chandelles romaines, des bombes et des fusées volantes. Il noircit en s'oxydant sous l’eau, mais la couche d'oxyde qui le recouvre est comme une sorte de manteau, qui le préserve de toute altération ultérieure. Il est donc très-propre à la couverture des édifices et reçoit souvent cet emploi, car il ne coûte guère plus que l’ardoise. Le zinc est mis à profit pour défendre le fer de l'oxydation. Si l’on plonge le fer dans un bain de zinc en fusion, on obtient le fer dit galvanisé, ou plutôt zingué. Le fer ainsi recouvert de zinc est protégé pendant un temps considérable contre l'oxydation. Ce procédé est aujourd’hui très en usage pour la conservation des chaînes, des treillis de fer, des
clous, etc. La tôle galvanisée est bien préférable à la tôle nue et ne coûte pas plus cher, à poids égal.
L’étain. — Ce métal qui, du temps de Moïse, était déjà fort répandu, se rencontre très-abondamment dans le sein de Ja terre, à l’état d'oxyde. On le trouve aux Indes, au Chili, au Mexique, au Brésil, en Angleterre, en Bohème, en Saxe, en Espagne, en France ; mais il ne forme, dans notre pays, que de faibles dépôts. C’est de son oxyde qu’on retire ce métal. Après l'avoir séparé des matières terreuses, on le grille, afin de le débarrasser du soufre et de l’arsenic qui l’accompagnent toujours. On dispose ensuite le minerai, couche par couche, avec des lits de charbon de bois ou de houille, dans un fourneau dont la coupe se voit dans la figure 201. La réduction s'opère à la
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