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Magnésie. . . .

Alumine. . . .

Parcelles de fer.

Perte

Le n° 1, analyse de Richard (1), représente la composition moyenne de toutes les scories accompagnant la formation d'un massé de 487 kilogrammes de minerai et de greillade, produisant 150 kilogrammes de fer en barres. Le n° 2, analyse de M. François (2), offre la moyenne de huit analyses de scories, tant amorphes que cristallisées. La pesanteur spécifique d'une scorie cristallisée entièrement exempte de fer métallique est de 2.056.

Dans ces scories, l'oxygène de la silice est à peu près égal à celui des bases, de sorte qup leur formule est 3RO,Si08, qui est celle du péridot ou olivine. Dufrénoy a examiné quelques-uns des laitiers cristallisés que M. François lui avait remis et il a reconnu qu'ils avaient la forme de ce minéral. On verra plus tard que ces cristaux se produisent fréquemment dans la fabrication du fer. La couleur des scories du foyer catalan est d'un brun-chocolat, souvent d'une teinte olivâtre, et parfois d'un jaune d'ambre. Quand le silicate tribasique est exempt de fer métallique, il n'est pas magnétique.

Conditions qui influent sur la qualité du fer produit par le procédé catalan. — On classe le fer en deux qualités distinctes : le fer doux et le fer fort, ou fer acier eux {acier naturel). Cette différence repose essentiellement sur la proportion de carbone : le fer doux n'en contient pas ou presque pas, tandis que le fer

(1) Outrage cité, p. 131.

(2) Outrage cité, p. 254.

fort en retient une quantité notable. Les qualités intermédiaires s'échelonnent entre ces points extrêmes. Nous allons examiner les circonstances spéciales qui favorisent la formation de ces deux variétés de fer : il suffît d'étudier en détail les particularités qui donnent naissance au fer fort ou à l'acier; car les conditions favorables à la formation du fer doux sont inverses des précédentes.

Les circonstances suivantes facilitent la production du fer fort (1) :

1° L'emploi de moins de greillade et d'une plus grande quantité de charbon de bois ; 2° le fait d'amener plus souvent, ou, en d'autres termes, graduellement et lentement vers la tuyère, la mine voisine du contrevent ; 3° l'écoulement plus fréquent des scories ; 4° comme point essentiel, mettre plus de temps pour la formation du massé ; 5° on prétend, ce que contestent d'autres personnes, que la tuyère doit être moins inclinée et le contrevent plus renversé; 6° donner moins de vent vers la fin de l'opération que pour le fer doux ; 7° le charbon dense, notamment celui de chêne, est plus favorable à la formation de l'acier que le charbon léger; 8° la présence, dans le minerai, d'une grande proportion de manganèse. D'ailleurs, le tour de main du fondeur exerce la plus grande influence; car, avec les mêmes matières, tel ouvrier obtiendra beaucoup d'acier, tandis qu'un autre n'en produira que peu ou pas du tout.

On affirme qu'en général, mais non pas d'une manière invariable, le fer aciéreux se présente à la partie supérieure du massé, vers sa circonférence et principalement du côté qui correspond au trou de coulée*

Examinons maintenant, par ordre, la théorie sur laquelle se fondent ces conditions. Les deux points que l'on veut atteindre sont de favoriser la carburation et de prévenir ensuite

(i) Kichard, ». 914 « tiît .; FriBfrô, 961 et Ni?.

la décarburation : 1° On peut développer facilement ainsi la carburation du fer. 2° Si Ton répète plus souvent cette opération, le minerai divisé en plus petits morceaux se trouvera alors exposé, sur plus de points, au contact du charbon, incandescent, condition favorable à la carburation. 3° Le massé, en voie de formation, reste moins longtemps en contact avec une scorie fortement basique de protoxyde de fer, et une moins grande quantité de scories s'accumule à la fois au fond du creuset ; or, nous avons vu que ces sortes de scories exercent sur le fer une action décarburante : de plus, si l'assertion de Richard est exacte, que la quantité de ces scories est proportionnelle à celle de la greillade , il y aura d'autant moins de scories produites que l'on emploiera moins de greillade. Le fait mentionné plus haut, que le fer aciéreux se trouve généralement à la partie supérieure du massé, peut provenir de ce que la partie inférieure est plus constamment entourée de scories que la partie supérieure et en contact avec le charbon incandescent d'une manière moins continue. 4° Cette condition nécessite le contact prolongé du fer réduit avec le charbon incandescent avant qu'il se forme en massé. M. François insiste sur la durée du séjour du minerai à Tore, où la cémentation se développe et où la réduction se complète au cœur des morceaux de minerai ; ce qui empêche la formation de scories fortement basiques et décarburantes. 5° Plus le vent est plongeant, plus la surface du massé est exposée à l'oxydation, ou, ce qui revient au môme, à la décarburation. 6° Moins d'oxygène traverse le creuset dans un temps donné et avec une vitesse moindre; quoiqu'il puisse en résulter un peu d'abaissement dans la température, le fer réduit demeure pendant sa descente plus longtemps en contact avec le charbon incandescent ; le . courant gazeux qui traverse le creuset, contenant dès lors une moindre quantité d'oxygène à l'état libre, le fer est moins exposé à la décarburation. 7° La densité du charbon conduit

aux mêmes résultats que les conditions précédentes. 8° L'action de l'oxyde de manganèse s'explique par son aptitude à former une scorie très-liquide, irréductible, qui, n'étant pas plus basique que le silicate tribasique et n'exerçant pas dès lors une action décarburante, sert à garantir le fer déjà cémenté. Comme dans le fourneau catalan, cet oxyde ne se réduit pas notablement, il passe dans les scories, où il se substitue à l'oxyde de fer, ce qui augmente d'autant le rendement. M. François déclare s'être assuré que des aciers vifs ou doux ne perdent pas sensiblement de carbone, après une chaude de 5 heures dans un bain manganèse maintenu au rouge blanc (1).

Si la greillade est trop chargée de silice, elle peut donner des sous-silicates qui empâtent le feu, réagissent sur les scories et le fer du massé, donnent une allure froide et désordonnée et un fer aigre et pailleux. Dans le cas où elle est trop calcaire, elle donne des scories basiques d'ui* vert jaunâtre, le plus souvent pâteuses : l'allure languit, le fer devient aigre, pailleux et rouverain (2).

Quand l'allure est en fer doux, avec un minerai fusible et un charbon léger, la tuyère est plus inclinée qu'avec un minerai réfractaire et un charbon dense ; le travail en fer fort exige un vent qui ne soit ni trop rasant ni trop plongeant, afin que, d'une part, il n'oxyde pas la loupe, et que, d'autre part, il n'agisse pas trop rapidement sur le minerai (3).

Le degré d'humidité du vent influe sur la qualité du fer. Quoique le vent lancé par la trompe soit toujours forcément saturé d'humidité ou peu s'en faut, la quantité d'eau entraînée mécaniquement varie toutefois d'une manière si notable, qu'il peut être relativement sec ou humide. Un vent sec donne, toutes choses égales d'ailleurs, un fer plus doux et

(1) Outrage cité, p. 272, et aussi p. 279.

(2) François» p. 271.

(3) François, p. 285.