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La méthode par combustion dans Foxygène commence à être appliquée dans un grand nombre d'usines; on peut prévoir que dans un avenir rapproché, elle sera umiversellement adoptée en raison de son exactitude, de sa simplicité, et de son emploi pour tous les produits sidérurgiques (tandis que la méthode par oxydation à l’acide sulfochromique est inapplicable à la plupart des ferrro-alliages).

MM. Malher et Goutal effectuent la combustion sous pression dans un obus calorimétrique (1). Les résultats obtenus sont très précis; malheureusement l’appareil

(*) Revuede Métallurgie, n° 10, octobre 19122.

est assez coûteux et nous paraît trop délicat pour être mis entre les mains de simples manipulateurs.

Nous croyons que le dispositif que nous allons décrire est plus simple; la chambre à combustion est un tube réfractaire, placé à l’intérieur d’un four électrique; la plupart dés usines d'Amérique emploient ce dispositif: beaucoup d’industriels reculent devant l’achat du four, parce que le four type, modèle Herœus, celui que décrit Ledebur (loc. cit., p. 113), est. à résistance de platine. I n’est pas du tout nécessaire d’utihiser des spirales de platine, le chromel dont nous indiquons la composition plus loin est l’alhiage désiré (tous les fours de la maison. € Hoskins » sont en chromel).

Dosage du carbone par combustion.

LÉGENDE. — 1, Barboteur à potasse; ?, tube de Liebig renfermant de

la potasse; 3, coton de verre destiné-à arrèter l'entrainement vésiculaire de potasse; 4, rondelles en terre réfractaire; 5, pyromètre Le Chatelier ; 6, sable de Nemours, calciné; 7, nacelle en porcelaine; 8, tube à acide sulfochromique; 9, absorbeur à houles, avec boule de sûreté. \ :

Le procédé, tel que nous l'avons nus au point fournit à la fois des résultats très rapides et très précus.

L’acier eri copeaux, ou en limaille, pas trop épais, est introduit dans un tube en porcelainé vernissé chauffé électriquement, et parcouru par un courant d'oxygène

purifié.

Les gaz de la combustion traversent à leur sortie un tube à acide sulfochromique (1) destiné à arrêter SO?; ils barbotent ensuite dans une lessive de potasse titrée, renfermée dans un laveur à 5 ou 8 boules, de la forme indiquée dans la figure. Ce laveur assure une absorption méthodique du yaz carbonique, et permet d’arrêter entièrement ce dernier; le schéma ci-dessus montre l’ensemble de lPappareil.

La combustion ne se produit instantanément que si la température du tube est au moins égale à 10500. Si l’on mélange la limaille à de oxyde de cuivre, on peut abaisser la température de combustion à 93500-10002. L’oxyde de cuivre facilite d’ailleurs la combustion, en donnant à cette température, de l'oxygène; grâce à lui, même des copeaux relativement épais brûlent entièrement. Il°est d’ailleurs nécessaire dans la combustion des ferrochromes et des ferrosiliciums.

Nous l’obtenons parfaitement exempt de carbone, en précipitant avec ménagement de l’hydrate de cuivre d’une solution de sulfate, au moyen d’ammoniaque; on caleine l'hydrate desséché, de façon à obtenir une poudre noir foncé et légère; on s'assure par des essais à blanc qu’il ne renferme aucune trace de matières organiques (?).

(1} On utilise la solution indiquée à la page précédente.

(2) Nous donnons quelques détails complémentaires sur l’installation.

Purification de l'oxygène. — L'oxygène provenant d'un réservoir sous pression, passe sur une colonne d'oxyde de cuivre, chauffée au rouge sombre dans un four électrique; il barbote dans une soluton de KOÏT renfermée dans un tube de Liebig et traverse ensuite du coton de verre destiné à arrêter l’entraînement vésiculaire de potasse.

Four électrique. — Le four est un four en « chromel » alliage Ni, Cr, à 15 pour 100 de chrome environ.

Le chromel diffère du nichrome par sa très faible teneur en fer: 1 pour 100 environ, et sa teneur en chrome plus élevée. Voici par

CHIMIE ANALYTIQUE (DES ACIERS. (e]

MARCHE D'UNE EXPÉRIENCE. —— Jétermination de , à \ 1] É [2 # x ” l'essai à blanc. — Le four étant porté à la température

indiquée, on fait passer un courant d'oxygène pendant environ 20 à 30 minutes; on adapte alors à la suite du tube à acide sulfochromique l'appareil absorbeur, renfermant un volume connu (252% par exemple) de la solution de potasse (!); on maintient le courant de gaz pendant 10 minutes; on titre l’excès d’alcali avec la solution correspondante d’acide chlorhydrique indiquée plus loin ; si l’on obtient le même résultat (à r ou 2 dixièmes de centimètre cube près) que dans le titrage direct de la potasse, l'appareil est prêt à fonctionner. S'il n’en est pas ainsi, on continue à faire passer de l'oxygène, pour débarrasser le tube des traces de matières organiques qu’il renferme encore, et l’on recommence la même expérience (?).

exemple l'analyse d’un échantillon de chromel: Mn 3,5; Cr 16,5; Fer,2;-Ni 79.

Il est très robuste; nous avons eu l'exemple de fours ayant duré 3 mois, malgré une marche continue.

Les bouchons de caoutchouc sont préservés par une série de rondelles en terre réfractaire.

Nacelles. — Nous utilisons des nacelles en porcelaine, sacrifiées à chaque opération. On évite qu’elles ne collent au tube en interposant du sable blanc, soigneusement calciné.

Pyromètre. —- La température du tube à combustion est déterminée à l’aide d’un pyromètre Le Chatelier; pour assurer sa con” servation on le-loge extérieurement au tube, comme l'indique le schéma. :

Ce pyromètre est gradué par comparaison avec un pyromètre placé à l’intérieur du four. |

(!) Pour les aciers, nous utilisons une liqueur renfermant environ 205 de potasse en plaques, par litre d’eau.

Pour les fontes, on utilise une solution deux fois plus concentrée ; la fraction de l'alcali neutralisée par le gaz carbonique, doit représenter le } seulement, environ, de l'alcali total.

(?) Si le four à combustion est chauffé par un-chalumeau à gaz,

10 A. RAVERS.

On introduit alors dans le four la nacelle renfermant l’acier ou.la fonte recouverte d’une couche d'oxyde de cuivre, l’absorbeur étant relié au tube à acide sulfochromique ; on force ensuite le courant d'oxygène (une pince de Mohr permet le réglage, si l’on ne règle pas avec le déten— deur), de façon à maintenir une vitesse de dégagement de 1 à 2 bulles par seconde.

in quelques minutes l’acier est brûlé. Au bout de 10 minutes, tout le gaz carbonique produit est chassé, et lon peut faire le dosage.

Dosage. -— On précipite le carbonate formé par addition d’une solution concentrée de Ba CI (100% au litre); une telle solution permet de précipiter quantitativement même des traces de carbonate (oM$,r à oM$,2.de carbone).

L’excès d’alcali hbre (potasse ou eau de barvyte) est titré avec la solution de HCI, en présence de phtaléine. (4 à 5 gouttes d’une solution à 2 pour 1000). On a soin de verser lentement l’acide, en agitant énergiquement; dans ces conditions, le carbonate de baryte n’est pas attaqué.

Nous employons une liqueur de HCI telle que im = o$oo1 C, c’est-à-dire donnant directement par simple lecture la teneur en carbone pour 100, si l'attaque est faite sur 1$.

Cette liqueur correspond volume à volume à une liqueur de GO Na? chimiquement pur, à 88,895 par litre, le titrage étant effectué en présence d’hélianthine.

Supposons que dans l’essai à blanc (25° de KOH), on ait utilisé n°m° de la liqueur d’acide chlorhydrique, et

l'essai à blanc peut différer du titrage direct de la potasse, de plus d’une à deux divisions. Il se produit en effet, même à travers les tubes de porcelaine Vernissée, de l’endosmose de gaz non brûlés

(CH*, H); le régime permanent étant atteint, la correction reste constante. à

que, dans le dosage de l'acier, le titrage de l’alcali en excès ait exigé n'en du même ‘acide. La teneur en carbone pour 100 est ;

! (n— n')0,1 si la prise est de 1.

Exemples :

Poids Carbone de la prise. pour 100.

À “er É, 5 0,230 Aciersspecial (Grz0750) 7 0e 2 hrs 0,239 - et Het e 0,710

Acier spécial (Cr3,5;, W18,5: V1). I 1 ? 0,710

£ 4 ; HO ACID AUECAT DONNE. ee ee : 0,9 des | 1,290 : &e : r 2,980

Fonte grise (Si1,8: Mn 0,6). ... 0,5 La | 2,960

Précision. — L'erreur absolue du dosage, représentée

par l'erreur de virage, est de 0,010 pour 100 de carbone, soit une division (!)}, en supposant la manipulation correcte; les résultats obtenus sont très fidèles, à’1 dixième de centimètre cube près. On peut donc affirmer que le chiffre de carbone est connu avec certitude à 0,020 près, approximation suffisante dans tous les cas. |

La pesée du gaz carbonique, dans les aciers à teneur << 6,00 pour 100, ne fournit pas de résultat plus précis, même si l’on brûle 35 d’acier; en effet on ne peut pas, dans les conditions habituelles de l’industrie, affirmer plus du demi-milligramme sur la pesée; seul le milligramme est connu avec certitude et l’approximation est du même ordre que dans la méthode volumétrique.

D'autre part, le dosage volumétrique est plus rapide, le titrage demandant à peine r minute.

(1) II nous arrivera, dans ce travail, d'employer l'expression «une division »; à moins d'indication contraire, il s'agira de -£ de centimètre cube.

Dans le cas des teneurs plus élevées, la méthode pondérale est plus précise; si l’on emploie en effet le dosage volumétrique, on ne peut songer à utiliser une solution de potasse trop concentrée, en raison du volume énorme d'acide chlorhydrique qu’il faudrait utiliser; par suite, on ne peut pas augmenter la prise.

Mais pour ces teneurs élevées, l'erreur relative reste néanmoins très faible; l’approximation est encore tout à fait suflisante.

Remarque. — Dans le cas des dosages destinés, à régler une fabrication, on peut se dispenser de purifier l’oxygène, ce qui simplifie l'appareil; les résultats restent connus certainement, à une approximation au moins égale à 0,090 pour 100, à condition bien entendu qu’on se soit assuré que le tube ne renferme aucune trace de matière organique.