DE LA CORRECTION DES FERS VICIEUX

i o 1 8. Pour améliorer le fer rouverin et le fer cassant à froid , on a proposé des moyens nombreux , qui , le

” La quantité de métal renfermée dans ces laitiers était donc de 56, 06.

« Un autre morceau de scorie a donné

Silice si, 7 contenant îo.^i narties dVm'pène.

Protoxide de fer. .

id.

Magnésie. . . . . .

id.

Potasse

id.

” Un troisième morceau soumis à l’analyse a fourni

Silice i8j4 contenant 9,25 parties d’oxigène.

Protoxide de fer. . . 74)8 id. 17, 4

” Mon départ de Christiania m’a empêché d’achever cette dernière expérience.

n La perte considérable doit être attribuée au dégagement de l’ammoniaque qui entraîne une petite quantité de magnésie et de potasse.

” Il paraîtrait, d’après ces analyses ) que la majeure partie de la scorie est un sous silicate de fer , dans lequel la quantité d’oxigène de la base est égale à deux fois l’oxigène de la silice. Le corps qui, après ceux-ci, se trouve en plus grande quantité dans ces matières , est la potasse : la chaux et l’alumine n’y sont qu’ accidentellement, et proviennent alors de l’impureté des charbons ou de la fonte.

« Pour réduire par conséquent les scories dans le haut fourneau , il faut les mêler avec une terre qui, en vertu de son affinité pour la silice , puisse séparer cette dernière de l’oxide de fer et en faciliter la réduction. Gette terre est la chaux. J’ai employé de préférence des scories grillées , parce qu’il est reconnu que les minérais riches sont très- disposés à produire du fer affiné dans le haut fourneau, et à engorger l’ouvrage, lorsqu’ils sont à l’état de protoxide, ce qui n’a pas lieu, lorsque parle grillage, on les porte à un plus haut degré d’oxidalion. Je ne me suis pas servi du carbonate de chaux , parce qu’il provenait d’un terrain de transition et qu’il

DU FIR DUCTILE

plus souvent, étaient impraticables. Il résulte de la théorie, que les corrections doivent être appliquées principalement aux minérais ainsi qu’au travail des

pouvait contenir du soufre ou du phosphore. J’ai fait usage de la chaux éteinte, afin d’être convaincu de sa pureté par son séjour à l’air. J’ai mélangé la chaux et les scories pour les mettre tout de suite en contact et pour éviter que ces dernières ne pussent abandonner, par l’action du carbone, une portion de leur fer dans la partie supérieure de la cuve; car la séparation des matières ne doit s’effectuer que dans l’ouvrage et par l'affinité de la chaux pour la silice.

” Le fondant entrait pour un quart dans le mélange ; à trois parties de scories correspondait donc une partie de chaux. On a choisi cette proportion, dans le but de former dans le haut fourneau, un bisilicate de chaux , en supposant d’après les analyses précitées , que les scories contenaient 20 parties de silice, de sorte que le mélange en renfermait i5 qui retenait 7 ,5 d’oxigète.

r> L’hydrate^ de chaux desséché renferme, selon Berzelius, 24,2 parties d’eau; mais, ayant pesé plusieurs fois de la chaux sortant du four, et après quelle avait été exposée à Humidité de l’air, je me suis convaincu quelle renfermait l’eau dans le rapport de 2 à 1 ou que 25 parties de chaux éteinte ne correspondaient qu’à 16,67 Pitiés de chaux pure, parce qu’elle avait absorbé plus d’eau qu’il ne lui en fallait pour se changer en hydrate. Dans les 16,67 parties de chaux il y a 4,68 parties d’oxigène. Ce calcul indiquait donc un exces de fondant ; mais , comme cette terre contient nécessairement d autres substances, et que de la combustion du charbon il résulte d’ailleurs une certaine quantité de silice, j’ai cru devoir adopter le rapport de 3 à 1 , d’autant plus que sa simplicité le rend très-commode dans la pratique.

» Si au lieu de chaux on voulait se servir du cadionate de chaux, il faudrait que le mélange fût composé de 6 parties de scories et de 2 parties de fondant. Il est inutile du reste de faire observer que ces proportions doivent être modifiées d’aprfes la pureté de la pierre calcaire et la composition des scories de Jorge.

” C est ce mélange précité de chaux et de scories qui a été substitué à une partie du minerai. On a commence' par en prendre 1/ . de la charge totale, et 1 on a chargé avec ce dosage 3q fois, ensuite 2/8 . , en chargeant aussi 3 9 fois , et enfin 3/8°. ; après avoir

hauts fourneaux et à celui des feux d’affinerie , dans lesquels on projette quelquefois une petite quantité de carbonate calcaire.

fondu encore 26 charges, on a terminé les essais. Le poids total des matières est toujours resté le même, puisque les additions du mélange de scories et de chaux remplaçaient des parties de minérai qui leur étaient égales en poids. Les charges de charbon étaient chacune de 12 tonnes (17, heot- 5). Le produit en fonte était plus grand qu’il ne l’est quand on fond des minérais seulement. Le laitier du haut fourneau n’avait éprouvé d’autre changement que d’être plus vitrifié. La fonte était propre au moulage. Comme les minérais contiennent un peu de manganèse, les feux de forge sont montés pour des fontes qui s’affinent facilement, de sorte que le fer cru qui provenait d’une forte addition de scories , paraissait un peu difficile à traiter dans ces foyers.

„ Cet essai a été fait à Eidsfos dans un haut fourneau de M. Cappelen. Celui dont nous allons à présent rendre compte, a eu lieu dans les forges royales de Baerum.

Le haut fourneau de Baerum est alimenté avec trois espèces de minérai. Le premier, qui est le plus riche et le moins calcaire, contient un peu d’amphibole; le deuxième, qui est moins riche, renferme plus de chaux et contient de la magnésie ; le troisième , qui est le minérai' d’Arendhal , est mêlé de chaux de grenat et

de pyroxène. ...

„ Lorsque le haut fourneau est en bonne allure , ces minerais produisent des laitiers peu colorés, gris blanchâtres, d un éclat gras et d’une cassure rayonnante, ce qui leur donne quelque ressemblance avec la trémolithe.

„ Les scories grillées comme les minérais, quoiqu'à un moindre degré de chaleur, ont été mêlées avec i/3 de chaux éteinte: on a pris de ce mélange, d’abord 1/9 et l’on a augmenté ensuite cette proportion jusqu’à 4/9 du total de la charge. Les expériences ont commencé le premier septembre: arrêtées le vingt septembre, elles ont été reprises au premier octobre, et à mesure que la proportion de scories augmentait, le laitier était moins rayonnant; il devenait compacte, conchoïde , d’un aspect plus vitreux et d’une couleur grise foncée. Du reste il était pur et s’écoulait facilement. L’allure du fourneau 11e pouvait être meilleure : la fonte , quoique très-compacte, paraissait pourtant trop grise pour servir au moulage.

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Quoiqu’il y ait beaucoup de substances qui puissent rendre le fer rouverin ou cassant à froid , on peut en général attribuer ces mauvaises qualités à la présence

” Les essais suspendus d’abord à cause de mon départ, ont été repris au premier octobre. On a commencé avec un i/9 du mélange de scories et de chaux, et l’on a augmenté cette quantité jusqu’à ce que toute la charge se composât de ces matières. Au reste le dosage a été varié de la manière suivante : lorsque le minerai n’y entrait que pour 6/9 , on en prenait 2/9 du numéro 2, et 4/9 du numéro 1 , et on y ajoutait 2/9 de mélange et 1/9 de scories sans chaux. A mesure qu’on augmentait ensuite la dose de scories , on diminuait celle du minerai numéro 1 , qui était le moins calcaire ; on arrivait de cette façon à 4/9 du mélange de scories et de chaux, 1/9 de scories, 2/9 de minerai numéro 2 et 2/9 de minerai numéro 1. De là on a passé à 6/9 dn mélange de scories et de chaux, 2/9 du minérai numéro 2, et 1/9 du minérai numéro 1. Ce dosage a servi enfin de transition au dernier composé de 7/9 du mélange de scories et de chaux, 1/9 de scories pures et 1/9 de chaux pure.

” Dans cette manière de procéder, on avait pour but de remplacer la chaux par le minérai calcaire : mais on s’est vu forcé d’augmenter la proportion de cette terre, parce que le laitier du haut fourneau prenait une couleur trop foncée.

« Tant que le mélange de scories et de chaux n’excédait pas les 5/9, le fer cru pouvait être employé pour la poterie. C’est aux dernières coulées seulement, après que les charges composées de 6/9 du mélange de scories et de chaux étaient descendues , que la fonte ne pouvait plus être convertie en objets moulés. Elle était grise truitée, quoique tous les signes que donnait le hautfourneau annonçassent une trop faible dose de minérai. On sait qu’une allure semblable est toujours la suite d’une trop grande richesse des matières mises en fusion, et d’un manque de laitier. Si le fer cru doit servir au moulage, le mélange des minerais et du fondant ne doit pas être très -riche: il ne faudrait pas que, d’après mes propres expériences, il put donner au-delà de 38 pour cent de fonte.

” La continuation de ces essais a fait naître dans l’ouvrage" des masses de fer affiné , mais il n’en est résulté aucun accident fâcheux ; il suffisait, pour les dissoudre à l’instant, d’augmenter les charges de minérai, ce qui a même produit une effervescence pendant la coulée. Il est reconnu que tous les minerais siliceux à l’état de

du soufre et du phosphore. On doit donc griller les minerais qui donnent du fer rouverin, les asperger à plusieurs reprises avec de l’eau, après les avoir ex-

protoxide, occasionnent fréquemment ces sortes de phénomènes.

Le produit moyen en fer cru des minérais fondus dans le haut fourneau de Borum, est de 35,46 pour cent. Mais, pendant les essais , on a obtenu un surcroît de fonte ; si on l’attribue aux scories de forge, leur produit moyen serait de 56 pour cent, et si l’on voulait exclure la dernière semaine , il serait de 67; quantités qui sont assez d’accord avec la richesse de ces minérais factices trouvée par l’analyse dans les fourneaux d essais.

„ La fonte, celle même qu’on obtenait avec les plus fortes additions de scories, se comportait pendant l’affinage comme la fonte la plus pure. Le fer ductile se travaillait très-bien dans les forges de maréchal.

55 Je crois donc avoir suffisamment démontré, que les scories d’affinerie doivent être considérées comme des minérais siliceux riches , et que mêlés avec de la chaux ou des minérais calcaires , elles peuvent être employées utilement dans les hauts fourneaux ; que du reste elles sont disposées à produire du fer affiné, comme tous les autres protoxides , lorsqu’elles forment la majeure partie de

la charge. . , , .

55 II s’agit de savoir encore quelles sont les propriétés des scories qu’on obtient par l’affinage du fer rouverin et de celui qui est cassant à froid. Gomme ces fers contiennent du soufre et du phosphore on pense généralement que les résidus de l’affinage n’en sont pas exempts. Mais dans quel état s’y trouvent-ils > Les expériences de Berzélius prouvent évidemment que le soufre et le phosp iore ne peuvent pas se combiner avez les oxides. On ne pourrait donc les trouver dans les scories qu’à l’état d’acide sulfurique et d acide phosphorique.

,5 Les circonstances qui accompagnent la formation desscoiies, sont de telle nature que le soufre ne peut se trouver dans la masse sous forme d’acide, attendu que le fer cru est toujours en contact avec le charbon pendant la fusion ; et qu’en vertu de sa volatilité , l’acide sulfureux serait chassé d’ailleurs par la silice.

55 Quant à l’acide phosphorique, il est probable que s il pouvait se former, il serait réduit à l’instant par le charbon, et que l’acide phosphoreux et le phosphore se dégageraient, à moins qu’une partie

posés chaque fois à l’air, et les fondre ensuite à une très-haute température, pour en retirer toujours de la fonte très-grise. S’il restait quelque doute sur l’entier dégagement du soufre, il faudrait affiner la fonte suivant le procédé allemand, sans la blanchir par une opération préalable, ce qui ne doit avoir lieu que dans le cas où l’on est assuré de la pureté du fer cru.

Le fer, qui, malgré cette préparation du minérai, malgré la haute température du fourneau et malgré

de ce dernier ne se combinât avec le fer. On peut par conséquent admettre avec certitude que les scories ne contiennent ni soufre ni phosphore , lors même que la fonte et le fer en sont souille's • à moins que les grains de métal disséminés dans la masse ne renferment une petite quantité de ces substances nuisibles. Dans ce cas, il serait facile d oter la majeure partie de ces grains de fonte par un triage à la main. Toutes les scories de forge qui proviennent du fer rouverin et du fer cassant à froid, peuvent donc être considérées comme des minérais parfaitement purs. »

Qu il nous soit permis de faire observer que les raisonnemens de M; Strom> sur la pureté des scories d’affinerie, s’appliqueraient de même au laitier des hauts fourneaux, qui est composé aussi de silice et d’oxides métalliques ou terreux; il ne pourrait donc contenir ni soufre ni phosphore, ce qui est contraire à l’expérience: on sait que certains laitiers qui sont blancs , poreux , très-lègers , semblables à la pierre ponce et qu’on obtient lorsqu’il règne une haute température dans le fourneau , laissent dégager de l’hydrogène sulfuré en faisant entendre un craquement lorsqu’on les expose à l’haleine.

En Angleterre, on ajoute aux scories, du spath fluor, et on arrose le mélange avec de l’eau pour le rendre plus intime. La réduction se fait dans les fours a réverbère. Cette méthode pratiquée depuis deux ans, paraît en général moins avantageuse que la fusion des scories dans le haut fourneau; mais elle doit convenir parfaitement pour toutes les scories qui contiennent beaucoup de grains métalliques, et qui pour cette raison produiraient facilement du fer affiné.

Voyez aussi pour le traitement des scories, le mémoire de M. Berthier. Annales des Mines, tome 7, page 377. Le T,

les retards apportés à l’affinage de la fonte, serait encore vicieux, ne pourrait être amélioré par aucun remède. On peut dans ce cas mêler ce minérai avec d’autres pour en atténuer mais non pas pour en neutraliser les défauts.

Les difficultés de l’épuration du fer deviennent presqu’insurmontables , si une partie du minérai est souillée de gypse ou de spath pesant ; on doit alors le séparer des autres par un triage à la main , le bocarder, le griller en y ajoutant beaucoup de fraisil, l’arroser avec de l’eau, le répandre sur une surface inclinée et l’exposer pendant plusieurs années à l’influence atmosphérique pour en dégager les sulfures ; mais les bénéfices se trouvent alors bien diminués. On ne peut donc soumettre à ce traitement que les minérais dont la grande richesse offre le dédommagement de ces opérations longues et dispendieuses.

Si le minérai donne un fer cassant à froid, comme, par exemple , les minérais de prairie , on le prépare par le lavage ainsi que par l’exposition à l’air atmosphérique. Il en est aussi qui ont besoin d etre grillés , pour perdre la force de cohésion , bocardés et exposés long- temps à l’air. Il faut que la fonte qu on en retire soit grise et qu’on l’affine d’après le procédé allemand sans la blanchir préalablement. L’ouvrier doit retarder la coagulation du métal fondu et le passage à l’état de fer ductile. C’est dans ce cas qu’une addition de carbonate de chaux de 3 à 5 pour cent , répandue en poussière sur la masse immédiatement après le premier soulèvement, produit un heureux effet. Cependant, il n’est guère possible que le fer soit corrigé entièrement de son défaut d’être cassant à froid j mais il devient assez bon pour servir à une

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foule d’usages. Au reste, comme la fonte de ces minerais est très-liquide, il vaut mieux en faire des objets moulés , si toutefois on peut s’en promettre un débit constant.

DEUXIÈME DIVISION