DE L’AFFINAGE DE LA FONTE

899. Les nombreux procédés d’affinage se réduisent à deux méthodes bien distinctes : l’affinage opéré dans les feux de forge où le fer est en contact avec le char-

DU FER DUCTILE

3oi

bon, et celui qu’on pratique dans les fours à reverbere où le métal n’est exposé qu’à l’action de l’air et de la chaleur. L’objet essentiel de l’affinage est d’enlever le carbone à la fonte -, on devrait donc y parvenir d’une manière plus complète dans les fours a reverbere ; puisque, dans les foyers d’affinerie, le fer restant en contact avec le charbon, peut en absorber continuellement de nouvelles quantités. Le combustible , qui ne devrait servir qu’à élever la température et à désoxider les scories , s’oppose donc par son affinité pour le métal au but qu’on veut atteindre. Il s’ensuit que cette méthode sera toujours défectueuse , parce qu’on ne pourra jamais se débarrasser de tout le carbone contenu dans le fer , ou plutôt parce qu’on ne pourra empêcher que , tenu trop long- temps au milieu d.e ce combustible, le métal ne se carbure une seconde fois; c’est pour cette raison qu’une adresse manuelle et un coup d’oeil exercé , contribueront plus au succès de l’opération , que ne pourraient le faire tous les conseils dictés par la théorie.

L’affinage dans les fours à réverbère serait parfait, si la fonte pouvait perdre par l'action de l’oxigène tout le carbone et toutes les matières étrangères dont elle est souillée ; mais il n’en est pas tout à fait ainsi : le fer obtenu dans les fours à réverbère, loin d’être meilleur, est presque toujours plus mauvais que l’autre. Il parait que les matières étrangères, telles que le soufre, les bases terreuses, le phosphore ou d’autres métaux , sont oxidés plus facilement par le courant d’air des machines soufflantes , et qu’on parvient alors à les séparer du métal d’une manière plus complète. On s’est convaincu par expérience, que le fer rouverin et le fer cassant à froid peuvent se changer dans les

feux d affinerie en un fer d’une très-bonne qualité, au moyen des oxidations et des réductions successives opérées par la présence simultanée de l’oxigène et du carbone. On peut donc obtenir dans ces foyers un bon fer avec de la mauvaise fonte, en supportant une perte considérable de métal, de temps et de combustible j mais on ne pourrait y parvenir dans les fours à réverbère , puisque le fer oxidé n’est point en contact avec le charbon et que les réductions successives deviennent alors impossibles *.

* Oû n a Pu obtenir jusqu’ici de très-bon fer par l’affinage à l’anglaise, ni avec la mauvaise ni même avec la bonne fonte. Il n’en est pas moins vrai que cette méthode économique et expéditive produit les plus heureux effets sur l’industrie française , parce que les nombreux besoins de la société réclament des fers de toute espece. Mais on aurait tort de vouloir affiner de cette manière de très-bonnes fontes dans l’espoir d’obtenir du fer fort de première qualité. G’est aussi l’opinion de M. le directeur Af Uhr, qui vient de terminer les expériences faites en Suède, à Slcebo, sur l’affinage dans les fours à réverbère, u Ce genre de travail , »’ dit«il, produirait une économie de combustible, mais il ôterait ” aux fers de Suède, une grande partie de leur bonne qualité. 5’ Le fer préparé à l’anglaise et soumis à l’étirage entre les cyr> lindres, semble très-dense, exempt de criques et de pailles. Mais ’» cette bonté n’est qu’apparente; la compression uniforme que su- ” bissent les barres sur tous les points en masque les défauts. Si ” l’on prend un semblable morceau de fer qui, dans sa cassure , paraît 55 dense et homogène et qu’on le chauffe pour l’étirer sous un mar- 55 teau de forge ordinaire, il se dilate et montre ensuite de nom- » breuses solutions de continuité qui peuvent augmenter à tel point 55 que la barre tombe en pièces sous le marteau. Il est probable que n la cause de ce phénomène est due aux scories qui, dans ce tra- 55 vail, ne pouvant être séparées entièrement du métal, restent 55 a 1 état de mélange dans la masse. C’est à ces impuretés que 55 le fer doit sa couleur foncée, son peu d’éclat, son manque de 55 compacité et par suite son nerf court et sombre. Si l’on est si par conséquent obligé de le remettre au feu pour le forger ou

900. Plus la fonte est pure , plus l’affinage en est prompt, parce qu’il faut la présenter alors moins souvent au courant d’air pour oxider les substances étrangères : il en résulte une économie de temps et de matières premières. Nous avons vu que la fonte blanche et la grise peuvent contenir une égale quantité de carbone ; que la première entre plus tôt en fusion et ne devient pas aussi liquide ; qu’à la température de la fusion, elle passe bien plus vite à l’état de fer malléable; qu’elle éprouve par la présence des oxides de fer, des changemens moins frappans que ceux de la fonte grise , qui exige pour se fondre un degré de chaleur bien plus élevé que ne le demande la fonte blanche, et qui devenant alors parfaitement liquide, échappe pour ainsi dire à l’action du courant d’air; mais , en contact avec l’oxide non vitrifié , elle se rapproche de plus en plus de la fonte blanche *.

» le souder, on éprouvé une perte de temps et de combustible » jointe à un déchet considérable. w

« Des fontes d’Angleterre , obtenues dans des fourneaux â coke ” ont été affinées à Skebo , dans des feux d’affinerie, avec le charbon ” de bois. Elles se sont laissé traiter aussi facilement de cette ” manière que la fonte de Suède , et elles ont produit un fer bien ” meilleur que celui qu’on en retire dans les fours d’affinerie , d’a- » près la méthode anglaise, uïrchiv. fin- Berghauund Hüttenwesen ” tome VII, cahier 2, page 32i, 382 et 384. »

On se tromperait pourtant , si l’on croyait , d’après cet aperçu que l’affinage à l’anglaise nuit à la qualité de tous les fers; l’expérience a prouvé le contraire : il paraît que les fers tendres perdent leur aigreur par cette opération, et qu’ils deviennent alors meilleurs pour une foule d’usages, sur-tout si on ne les forge pas de nouveau pour les mettre en œuvre. Le T.

* La fonte blanche ne tombe point par gouttes dans le creuset d’affinerie; elle se détache par écailles et ne devient jamais parfaitement liquide. C’est probablement pour cette raison que les

3o4 CINQUIEME SECTION.

On ne peut donc nier que la fonte grise ne doive passer d’abord à l’état de fonte blanclie avant de se convertir en fer malléable. Ce changement n’est dû qu’à l’action de l’oxigène libre ou de celui qui est contenu dans l’oxide non vitrifié. Remarquons toutefois que les additions de ces scories sont de peu d’utilité, si l’on affine de la fonte blanche ; elles présentent, à la vérité , un moyen d’accélérer la combustion du carbone combiné avec le fer, mais on doit empêcher qu’elle ne se fasse trop rapidement et que le métal ne se fige avant qu’on n’ait pu en dégager les substances étrangères. L’ouvrier qui travaille sur fonte grise, fait donc un usage plus fréquent des scories que celui qui affine de la fonte blanclie non exempte de matières nuisibles. C’est aussi pour cette raison que la première donne toujours une plus grande quantité de fer ductile.

qoi. La gueuse blanche est plus facile à travailler dans les feux d’affînerie, parce qu’au moyen du grillage, on peut diminuer la dose de carbone qu’elle, contient , et que cette opération ne peut s’appliquer à la fonte grise. Mais on serait dans l’erreur, si l’on croyait avec plusieurs métallurgistes , que dans le traitement des minérais de fer , il faut éviter d’obtenir cette dernière pour fonte d’affinage. Ce principe ne peut convenir que dans le cas où l’on dispose des mi— nérais les plus purs , encore doit-on en restreindre l’application pour ne pas mettre le fourneau en danger. Si on l’alimente avec des cokes et des minérais vicieux , susceptibles de donner du fer rouverin ou cassant à

scories riches ne peuvent agir sur cette espece de fer avec autant d'efficacité que sur la fonte grise, et qu’elle subit une si forte modification par l’influence du courant d’air. Le T.

DU FER DUCTILE

froid, on doit en élever la température et le faire aller en gueuse grise. On ne gagne rien à cette disposition de la fonte blanche de se convertir si vite en fer ductile, puisqu’on est forcé de retarder ce changement, pour donner le temps aux matières étrangères de se séparer du métal , ce qui occasionne des dépenses plus considérables qu’il n’en aurait fallu faire pour obtenir de la fonte grise.

Les fautes commises au haut fourneau ne se réparent qu’avec beaucoup de peines et de dépenses. Les métallurgistes qui recommandent si fortement l’emploi de la fonte blanche, reviendraient bientôt de leur erreur, en voyant affiner celle qui provient des hauts fourneaux à coke ou des minérais de fer dits terreux limoneux. Pour opérer la séparation des matières étrangères, le fondeur a des moyens plus puissans à sa disposition que ne peut avoir l’affineur.

902. Nous établirons par conséquent en principe, que la fonte destinée à l’affinage doit être grise en sortant du fourneau et qu’elle ne peut être blanche que dans des cas d’exception ; mais nous conviendrons aussi qu’on abrège le travail en employant cette dernière , sur- tout lorsqu’on peut la griller, ce qui produit une grande économie en temps et en combustible. Il faudrait donc que la fonte liquide, chaude et grise fût blanchie toujours au sortir du foyer, soit par un prompt refroidissement, par sa conversion en blettes ou feuilles minces, soit par une seconde fusion. Le dernier de ces procédés est coûteux ; on ne pourrait en faire usage que dans les contrées où la houille est à bas prix. Dans ces pays il pourrait servir aussi pour la fonte que l’on veut traiter dans les feux d’affinerie.

3o6 CINQUIEME SECTION.

Quoique dans les fours à réverbère , on ne puisse affiner que la fonte blanche, on ne pourrait cependant y faire usage de celle qui provient d’une surcharge de minerai, parce qu’elle ne produirait que du très-mauvais fer*. On est donc obligé de soumettre la fonte grise à une seconde fusion pour la blanchir, attendu que dans ces foyers , elle resterait trop longtemps liquide et qu’elle finirait par se changer en scories sans donner de fer ductile ( 243-25 r).

Nous nous occuperons d’abord de l’affinage opéré dans les feux de forge, et ensuite de celui que l’on pratique dans les fours à réverbère.

DE l’affinage OPÉRÉ DANS DES FEIJX DE FORGE.

go3. L’usage, la routine, les circonstances locales et la nature du fer cru , ont fait naître une foule de procédés d’affinage, qui tous cependant ont un même but, celui de chasser par l’oxigène, le carbone contenu dans le fer cru; mais ils diffèrent par les moyens employés. Toutes ces méthodes peuvent se classer de la manière suivante :

Première classe : affinage à une seule Jusion.

r. Affinage à une seule fusion sans aucune préparation du fer cru.

a Méthode wallonne. Pour étirer le fer, on le chauffe dans des feux particuliers.

* Il convient, pour raison d’économie , d’employer la fonte blan- Sche obtenue par une surcharge de minerai , dans les forges qui ne travaillent qu’en fer tendre; on peut d’ailleurs y ajouter de la fonte grise blanchie , pour améliorer la qualité du fer , si le cas l’exige.

Le T.

DU FER DUCTILE. 3o7

b Affinage de schmalkalden, exécuté dans des fosses brasquées Lœschfeuersclimiede.

c Affinage styrien à une seule fusion.

d Idem de Siégen idem e Méthode d’Osemund. D’après cette méthode on fait des loupes très-petites, et l’on travaille de manière que la fonte se convertisse en fer ductile au moment où elle tombe dans le creuset.

2. Affinage à une seule fusion avec une préparation du fer cru.

a Affinage de la fonte grillée (mazéage). b Affinage bergamasque pratiqué en Carinthie.

3. Affinage à une seule fusion et à soulèvement de la masse fondue : c’est la méthode allemande avec toutes ses variétés.

& Affinage ou la masse fondue se sépare en petits fragmens qu’il faut réunir ensuite ( Butschmiede ).

C Affinage ou la masse forme toujours un seul gateau (c’est l’affinage allemand dit à deux fusions). y Affinage successif ou par lopins ÇSuluschmiede ). ef Méthode demi-wallonne.

2 Affinage par attachement.

Deuxième classe : affinage à deux fusions.

1 . Affinage à deux fusions opérées dans le même feu. a Affinage de Bohème et de Moravie ( Brechsch -

miedeÿ.

2. Affinage à double fusion dans deux feux séparés. a Affinage de Styrie à deux fusions.

904» U y a si peu de différence entre la plupart de ces procédés, qu’on peut en avoir une idée assez exacte, si l’on se pénètre bien de celui qui est le

3o8 CINQUIEME SECTION.

plus difficile , de l’affinage à l’allemande. Il ne faut cependant attribuer les difficultés qu’aux grandes variations du fer cru qu’on traite ordinairement par cette méthode. Tous les autres procédés d’affinage, sans en excepter un seul, ne peuvent convenir qu’à une bonne fonte blanche ou blanchie. On peut donc considérer la méthode allemande comme le prototype de toutes les autres , qui ne paraissent en être que des variétés ; ce sont des moyens d’abréger le travail lorsque la nature du fer cru le permet. Un ouvrier qui la connaît apprendra les autres facilement ; mais un affineur travaillant d’ordinaire sur une fonte pure , pourrait rarement obtenir de bon fer avec une fonte de médiocre qualité. Nous exposerons pour cette raison la méthode allemande dans tous ses détails.