A ESSEN

Je prends pour terme de comparaison l'acier au creuset de Essen, par la raison que je connais le mieux dans ses détails le procédé de fabrication qui y est suivi.

L'acier et le fer puddiés servent à Essen de matières premières à l'acier fondu au creuset. Ces matières premières proviennent d'une même fonte à composilion constante. Les petites barres d'acier diw puddlé sont classifiées d'après leur grain. J'ai dit plus haut que celle classification peut s'exécuter avec exactitude et certitude, lorsque l'acier puddlé n'est pas manganèse. D'ailleurs, dans l'usine, pour se mettre à l'abri de l'hétérogénéité minime de composition qui pourrait exister entre l'une et l'autre barre d'acier puddlé, elles sont toutes brisées à la machine en fragments d'environ 10 centimètres de longueur. Ces fragmenls sont mêlés ensuite de manière à constituer une masse homogène de composition chimique.

Pour la charge d'un creuset, formé essentiellement d'une argile très réfractaire, on procède par la voie de pesage exact. A cet effet, on ajoute à l'acier puddlé pesé, suivant son état de carburation, un poids donné de fer puddlé d'après la qualité d'acier fondu à fabriquer. La charge du creuset est saupoudrée d'un llux pulvérisé, sans action chimique sur l'acier en fusion. Le but de l'addition de ce flux est double; d'abord celui de soustraire autant que possible l'acier fondu à l'effet du milieu gazeux de la partie restée vide du creuset, et ensuite de s'emparer de la petite quantité de scorie ou de crasse retenue, quoi qu'on fasse, par l'acier et le fer puddiés employés.

Le creuset chargé est fermé à l'aide d'un couvercle en argile réfractaire parfaitement luté, de manière à empêcher l'atmosphère ambiante de pénétrer dans son intérieur. Les creusets chargés et hermétiquement clos, sont chauffés par milliers, dans des fours appropriés, à une température suffisamment élevée, non seulement au point de fusion des métaux qui y sont contenus, mais au degré voulu pour que, malgré l'abaissement de la température subi pendant le défournement, le transport des creusets vers les ouvertures de la coulée, et la coulée, l'acier conserve; la ffuidité exigée pour l'obtention d'un gros lingot d'acier fondu au creuset, homogène dans toutes ses parties.

Lors de la coulée, militairement organisée, le flux ayant dissous la petite quantité de scorie contenue dans l'acier et le fer puddiés employés, est retenu dans le creuset adhérent à ses parois.

Ainsi, c'est par la classification de l'acier puddlé, d'après son grain, par la façon de composer la charge des creusets, par la fusion en vase clos sous un tlux sans action sur le métal, par l'élévation convenable de la température et, enfin, par l'organisation méthodique de la coulée, qu'à Essen on fabrique l'acier réunissant Vuniformité de composition chimique et V homogénéité physique. Aucun gaz ne se produisant pendant la fusion de l'acier puddlé avec le fer puddlé, après la coulée, l'acier en lingot ne peut contenir qu'une infime quantité de gaz et, en tout cas, sans effet sur l'homogénéité.

Celte fabrication s'applique indistinctement aux aciers fondus de toutes les qualités et partant à C acier à canon.

Ce système de procéder est scientifiquement exact dans ses détails et dans son ensemble. Il ne laisse rien au hasard, ni à l'habileté, ni aux soins de l'ouvrier, puisque tout y est prévu et réglé d'avance.

Il serait facile de démontrer par le calcul des probabilités qu'en opérant d'après ce système, sur plusieurs milliers de creusets, réunis ensuite dans une coulée pour un seul gros lingot, que la composition réelle de celui-ci

correspond dans l'ordre des dix millièmes, notamment en ce qui concerne le carbone, d'où dépend la qualité de l'acier, à la composition calculée à priori.

C'est donc un système essentiellement rationnel, mais qui, au point de vue industriel, présente V incontestable inconvénient d'exiger des installations gigantesques et de fournir un acier d'un prix de revient élevé; toutefois, à mon avis, cette élévation de prix ne peut pas être prise en considération, lorsqu'il s'agit d'une question de sécurité dans l'emploi du métal, quel que soit d'ailleurs cet emploi.

DE LA FABRICATION DE l'aCIER FONDU d'aPRÈS LE SYSTÈME MARTIN-SIEMENS.

Dans ce procédé, la fusion de la fonte et du fer puddlé purs s'exécute dans un four à réverbère, chauffé au gaz et à l'air, portés séparément et préalablement à leur combustion à la température la plus élevée possible. La sole du réverbère a la forme d'un bassin. 11 résulte de cette forme que la profondeur du bain, composé de fonte et de fer puddlé, est différente dans ses différentes parties. La capacité de ce bassin est telle qu'elle peut contenir jusqu'à 50,000 kilogrammes de métal.

La fonte la plus pure renferme des matières étrangères qui doivent en être éliminées avant de pouvoir être transformée en acier de qualité convenable. Ces matières étrangères sont, au moins, le silicium, le phosphore et le manganèse. La fusion pour l'affinage, remplaçant le puddlage, doit nécessairement s'opérer dans une atmosphère oxydante, comme c'est le cas dans le réverbère à puddler pour l'oblention de l'acier et du fer puddlés. Maison sait que, dans cette condition, l'oxydation du silicium entraîne celle du fer; il se produit ainsi des silicates de fer, connus en atelier sous le nom de scorie ou de crasse, dont une partie surnage, une autre reste disséminée, interposée dans le métal du bain. A la faveur de la composi-

tion dolométique de la sole, le phosphore oxydé passe à l'état de phosphate calcique et magiiésique.

Par suite de la forme concave de la sole, cette oxydation s'effectue irrégulièrement; elle s'exerce, en effet, sur des parties du bain d'une épaisseur inégale. Un brassage du bain est donc indispensable. Mais ce brassage, dans le Martin-Siemens, exige Vintervention de l'ouvrier. La conséquence de celte exigence est que la conduite de l'alfinage dépend de Vintelligence, de Vhabiielé et, pour tout dire, des efforts pénibles plus ou moins persévérants de l'ouvrier. Au cas d'un brassage incomplet ou défectueux, les échantillons prélevés dans le bain donnent une idée très erronée de l'étal réel de la crasse.

De plus, pendant l'affinage, il se forme de l'oxyde carbonique qui salure bientôt l'acier produit.

Les inconvénients considérables résultant de la nécessité du brassage opéré par l'ouvrier sont tels, que M. Pernot a essayé d'y suppléer, en substituant au réverbère Martin-Siemens, dont la sole est Qxe, des soles dolomitiques inclinées et tournantes. Dans ces soles tournantes, le métal du bain est, à la vérité, déplacé de manière que les parties supérieures, moyennes et inférieures sont mieux mélangées. Néanmoins, même en ayant recours au Marti n-Sie«iens-Pernot; on constate souvent, par suite de V interposition de scories, que les soles tournantes sont impuissantes à empêcher Vhétérogénéité du métal et sa saturation par l'oxyde carbonique. De sorte qu'à la fin de l'opération de l'affinage, l'addition du siliciure de fer et de manganèse ne parvient pas, dans la plupart des cas, à remplir le but proposé, qui est d'anéantir l'oxyde carbonique dissous, en laissant un métal homogène, convenablement affiné et privé de gaz reclus. En effet, si on n'ajoute pas assez de siliciure de fer et de manganèse, du gaz oxyde carbonique est retenu par le bain et le métal coulé est bulleux; si on en ajoute trop, l'oxyde carbonique est décomposé en totalité, mais l'acier obtenu est silicié et manganèse et présente par ce fait une dureté plus gr.mJe que celle de l'acier conte-

liant la même dose de carbone. De plus, et j'insiste sur ce fait fondamental, dans l'un et l'autre cas, l'acier est exposé à retenir et relient souvent du silicate ferroso-manganique interposé physiquement, comme l'a constaté le capitaine de la Rocque, de la marine française, qui a eu une longue expérience, dans les usines de l'État, des produits obtenus au révcibère Mnrlin- Siemens.

Dans ce réverbère, le traitement de la fonte dure buit heures. Pendant cet espace de temps, on peut, à volonté, rendre son atmosphère oxydante réductrice ou neutre, suivant les nécessités auxquelles il y a lieu de pourvoir. Vers la fin de l'opération, on prélève dans le bain des échantillons désignés sous le nom d'éprouvettes, qui servent à juger de la nature du grain, comme c'est le cas pour l'acier puddlé. Ainsi que je l'ai exposé plus haut, le jugement de la qualité de l'acier, d'après l'aspect de sa cassure et de son grain, ne conduit à des résultats certains qu'en tant que l'acier ne soil pas manganèse et moins encore silicié et manganèse à la fois et que le refroidissement du métal se fasse d'une manière toujours identique.

En résumé, dans le système Martin-Siemens, l'affinage de la fonte, matière première, s'exécute au réverbère, par l'oxydation du silicium et par sa décarburation à l'aide de l'addition du fer pur. L'oxydation du silicium entraîne fatalement avec elle la formation de scories de silicate ferroso-ferrique et la production d'oxyde carbonique. Après l'oxydation du silicium et la décarburation voulue, on est obligé de détruire l'oxyde carbonique qui s'est dissous, en ajoutant au bain d'acier fondu du siliciure de fer et de manganèse, dont la quantité ne peut pas être déterminée à priori.

Pour remplir, à coup sûr, son but, cette quantité doit donc être ajoutée en excès. Cet excès entraîne le durcissement de l'acier produit, ce dont on s'assure par l'essai des échantillons prélevés. Mais l'addition du siliciure de fer et de manganèse est suivie de la formation de scories de silicate ferrosomanganique dont une partie reste souvent interposée dans le métal du bain, en même temps que de la scorie de silicate ferroso-ferrique résultant de

l'oxydation directe du silicium de la fonte. Cette interposition de scories enlève au métal coulé son homogénéité chimique et physique, homogénéité qui est la caractéristique de Tacier fondu au creuset.

La présence de ces matières étrangères dans l'acier Martin-Siemens a été signalée, en France même, comme la cause vraie des défauts dits points faibles, qu'offre souvent l'acier fondu fabriqué d'après cette méthode. On a attribué et, à mon avis, avec toute raison, au défaut d'lK»mogénéité chimique et physique constaté, l'éclatement de canons (canon de Bange de 54 centimètres) ainsi que les arrachements de culasse de plusieurs canons français de, campagne.

Voulant me tenir strictement sur le terrain des principes et des faits non susceptibles de discussion, je m'abstiens d'entrer dans d'autres détails. Toutefois, en présence de l'affirmation suivante : « Je ne fais aucun « doute que la fonte au creuset de l'acier pour grandes masses est un « procédé condamné à disparaître » (^), j'ai cru de mon devoir strict de m'enquérir de la situation exacte de la fabrication à Essen, où l'on produit concurremment sur une immense échelle de l'acier puddlé, du fer puddlé, de l'acier Ressemer, de l'acier Martin-Siemens, de l'acier fondu au creuset. Le tableau suivant contenant la statistique authentique de la production de cette usine, pour ces dix dernières années, permettra de juger de la valeur vraie de l'affirmation que je viens de transcrire.

(Ce tableau n'est pas reproduit ici parce qu'il a été communiqué à M. Stas à titre confidentiel.) W. Spring.

Les chiffres de la production totale ont été obtenus en faisant l'addition des colonnes simples, sauf de celle de l'acier fondu au creuset dont la quantité est déjà contenue dans le chiffre des produits puddlés. Il résulte indubitablement de c<^s données statistiques que la fabrication de l'acier au

(>) Opinion émise par M. Gillon lors- du meeting tenu à Liège au mois de novembre dernier (voir le Journal de Liège du 21 novembre 1887).

creuset tend à s'accroître an lieu de diminuer pour disparaître. Je n'ajouterai rien à cette démonstration.

Le long travail auquel je me suis livré, et les soins minutieux que j'ai pris pour m'éclairer, m'autorisent à conclure qu'à matières premières égales, l'acier fondu au creuset présente une supériorité incontestable sur l'acier fondu au réverbère Martin-Siemens, à sole basique. Cette supériorité résulte de l'homogénéité chimique et physique qu'on réalise, à coup sûr, par la fusion au creuset et qui {:\\i souvent défaut à l'acier Martin-Siemens, fabriqué dans Vindustrie. Un canon ne présentant de la sécurité dans son emploi qu'en tant qu'il soit confectionné à l'aide d'un métal homogène dans toutes ses parties, je partage l'avis de notre artillerie qui, ainsi que vous, monsieur le Ministre, m'avez fait l'honneur de me l'écrire, proclame la supériorité de l'acier au creuset pour canon, sur l'acier Martin-Siemens. J'ajouterai que dans mon opinion, non seulement le tube du canon, mais les frettes et le manchon, enfin tout ce qui constitue le canon proprement dit, doit être confectionné en acier fondu au creuset, d'après le système de charge du creuset, de fonte et de coulée, exposé ci-dessus.

Veuillez agréer, monsieur le Ministre, l'hommage de mes sentiments respectueusement dévoués.

J.-S. STAS.