II

« temps, à chaque chaude, et en temps opportun, c'est-à-dire avant de laisser « tomber le minerai, des battitures de marteau aVec celles plus pures des cy- « lindres : on a ainsi de meilleures scories. A mesure que la chaleur aug- « mante, mélanges le minerai et les scories désoxydantes, de manière que « le minerai des cornues donne tout son rendement» »

L'inventeur indiquait, comme chiffres de mélange, 23 de charbon pour 100 de minerai, sans désigner la nature du combustible. Quant au minerai, a il « devait être de la première qualité; on ne devait pas en employer moins de « 50 pour 100, et s'il ne contenait pas 4 ou 5 pour 100 de manganèse, il « fallait les ajouter» en môme temps que 1/2 pour 100 de sel dissous, pour « asperger le minerai. »

Un procédé dont les réactions chimiques seules eussent été basées sur l'emploi du sel marin et de l'oxyde de manganèse, rentrait dans le système de puddlage de Schaffaûtl, décrit dès 1834. C'est donc en dehors de ces conditions que les essais furent dirigés. Les résultats obtenus après bien des tâtonnements et des fausses manœuvres de tout genre, pendant une marche uniforme de neuf mois environ, méritent d'être relatés :

Préparation des minerais, — Dans une usine convenablement montée, la préparation mécanique des minerais devrait se borner, après le triage opéré comme d'habitude à la sortie de la mine et le grillage, à les casser au marteau, de la grosseur des matériaux du macadam, à les passer par des cylindres à leviors qui achèveront de les concasser grossièrement, et à un des cribles de classification, pour de là les porter au four.

Cornues de réduction. — La forme préférable à donner aux cornues ou tubes serait celle d'un vase légèrement pyramidal, avec la grande base sous les registres. Ces comtes ou appareils de réduction, au lieu d'être composées, comme les caisses à cémenter, de nombreuses briques à emboîtements trèsdispendieuses, pourraient être fabriquées en une ou deux pièces, de manière à pouvoir être réparées ou changées facilement.

Four à puddler. — Le four à puddler devrait être mis en forme de four bouilleur ou bouillant, avec sole en minerais triés au lieu de scories, afin de diminuer le déchet en fer et de se conformer au précepte à peu près théorique que, pour la scoriûcation de 100 parties de substances terreuses, il faut compter sur une consommation de 260 parties de protoxyde de fer, représentant 200 parties de fer métallique. Le four devra varier aussi de dimensions, suivant les minerais et leur plus ou moins de fusibilité. Ainsi, le four construit par Paillette, très-bon pour les minerais de Sommorottro, aurait dû être agrandi quelque peu pour les oxydulés de B6ne.

Rendement. — Dans les conditions défectueuses où l'on expérimentait, le rendement, qui avait très-souvent excédé 30 pour 100, s'est élevé plut d'une fois au delà de 40, et, de temps en temps, selon les soins du puddleur, il a été, en fer brut, de près de 50 pour 100. Les minerais qui se comportaient le mieux et donnaient les meilleurs résultats» étaient les oxydulés, les minerais de Sommorostro et ceux de l'île d'Elbe. Quant aux hydroxydes du

PROCÉDÉ RENTON. . 931

Cher et de la Champague, oa n'est jamais arrivé à des résultats satisfaisants. Sans sel, sans manganèse, et par une bonne marche assurée par un habile puddleur, mais sans les perfectionnements suggérés plus haut, le rendement était de 1/4 à 1/3 en sus de celui des forges catalanes. Quelques expériences particulières, mais pas assez nombreuses, avaient démontré jusqu'à l'évidence que si l'on puddlait dans le fourneau, bien préparé, une certaine quantité de fonte dans laquelle on fit descendre, à une époque déterminée, les minerais des appareils réducteurs, on obtenait un rendement en fer beaucoup plus considérable, sans que le déchet de la fonte fût aussi fort qu'avec du minerai traité seul.

Opération. — Le mélange de minerais à gangues se servant réciproquement de fondant, n'offrait pas une réduction tellement fixe pour chacun, qu'on pût compter sur des résultats tracés par la pratique habituelle des usines. Chaque minerai ne devait pas, suivant leurs dimensions, passer plus d'un certain nombre d'heures dans les appareils réducteurs. En dépassant le terme indiqué par l'expérience, on brûlait le fer et il en résultait des scoriGcations qui se manifestaient dès l'entrée dans le four, môme avec un feu très-fumant,

Le charbon fin, trop facilement combustible, ne produisait presque aucun effet ; le coke très-dense ne réduisait pas les minerais tendres, tandis qu'il était bon pour les minerais durs.

A la suite des observations résultant d'une pratique réussie du procédé Renton, et fondées sur des chiffres qu'il est inutile de reproduire, Paillette avait formulé les conclusions suivantes, que nous empruntons au mémoire inédit rédigé d'accord avec nous et qui n'ont plus qu'un intérêt rétrospectif :

Conclusions. — L'appareil Renton aurait dû permettre de traiter facilement tous les minerais de fer dont les gangues siliceuses ne dépassent pas de 7 à i 0 pour 100 de la masse ; il aurait dû être basé sur le soudage du fer préalablement réduit et descendu tout chaud dans l'intérieur d'un four à réverbère avec les précautions ordinaires. Avec cet appareil, les bas foyers et les fourneaux catalans ordinaires auraient pu produire une quantité de fer métallique beaucoup plus grande que celle fournie jusqu'à présenta Les fers produits sont le plus généralement nerveux. En faisant descendre du minerai préalablement réduit dans les tubes, sur un bain de fonte en partie affinée dans le four à réverbère, on obtient des fers plus grenus et, selon que la sole était ou non en minerais plus ou moins manganèses, des fers forts ou des aciers bâtards.

L'application de cette méthode n'exigeait pas de grands changements aux habitudes actuelles du puddlage ; avec certaines dispositions et certains minerais, elle permettai0e réduire les matières nécessaires à l'alimentation de deux fours et de produire de la vapeur avec la chaleur excédante. Enfin, elle exigeait un fonds de roulement peu considérable ; un ou plusieurs fourneaux pouvaient être arrêtés selon les besoins, chacun ne nécessitant, pour reprendre sa chaleur normale, que de 32 à 45 hectolitres de houille.

Comme résultats économiques, la méthode de Renton, satisfaisante pour les minerais à haute teneur, surtout à proximité de la houille, offrait dans beau-

coup de circonstances des avantages notables sur les prix ordinaires du fer puddlé en barres, point auquel il faut arrêter les comparaisons, puisque les autres dépenses sont communes à toutes les usines marchant à la houille ; et ces avantages pouvaient s'accroître encore, suivant les localités, en perfectionnant les appareils. [Note des Traducteurs.)

A la première Exposition internationale de Londres, en 1851, on exposa ce que Ton appelait des « éponges métalliques, » ainsi que des échantillons de fer et d'acier extraits a de ces éponges sans fondre le minerai (1). » Elles consistaient en fer métallique réduit directement, de l'hématite brune, par la cémentation au charbon de bois ; elles étaient en morceaux susceptibles de prendre, sous le brunissoir, l'éclat métallique et la couleur du fer. Un métallurgiste nous exprima, à cette époque, sa confiance dans la valeur du procédé Chenot, notamment pour la fabrication de l'acier fondu, dont le prix reviendrait, selon lui, à 40 pour 100 moins cher que l'acier de Sheffield.

A. Chenot a figuré également à l'Exposition de Paris en 1855, et l'une des grandes médailles d'or fut décernée à son invention (2) , que quelques membres du jury considéraient comme « la plus grande découverte métallurgique du siècle. »

En 1856, quatre brevets furent pris en Angleterre (3).

A l'Exposition de Londres, en 1862, il y eut quelques échantillons et un petit spécimen « du procédé Chenot ; » un échec plutôt qu'un succès ; le tout méritait peu d'attention.

D'après M. Grateau, qui a publié un long et très-élogieux mémoire sur la fabrication de l'acier Client (4), des usines ont été fondées dans les localités suivantes : a Baracaldo (près de

(1) Catalogue officiel, France, n* 419.

(2) Cette décision donne lieu, dans le texte de l'auteur, à une revendication et à des appréciations que nous supprimons. (Note des Traducteurs.)

(4) Revue universelle, Paris et Liège, 4* livraison, p. 1-09; 1859.

Bilbao) Espagne, 1852; à Clichy-la-Garenne, près de Paris, 1855; à Couillet, près de Charleroi (Belgique), 1856; à Pontcharra, dans l'Isère, 1856, et à Hautmont, dans le département ' du Nord (France), 1857. Plus tard, en 1859, de nouveaux établissements devaient s'élever en Russie, « la fabrication ayant pris le caractère vraiment industriel des méthodes arrivées à terme. » Voici, à titre de renseignement, l'exposé succinct du procédé de fabrication tel qu'il se pratiquait à. Hautmont.

Supposons le minerai convenablement pur, soit naturellement, soit par suite d'une préparation mécanique. S'il est en roche, on le casse en fragments d'environ 30 centimètres cubes; mais s'il est pulvérulent, soit par sa nature (minerais oolithiques, etc.), soit autrement, on l'agglutine par compression, en lui ajoutant, dans quelques cas, des matières réductrices : par exemple, 3 pour 100 de résine. Dans cet état, on le charge au four de réduction avec plus de charbon de bois qu'il n'en faut pour éliminer de l'oxyde de fer tout l'oxygène contenu. En pratique, pour un minerai tenant 55 pour 100 de fer, on charge 1 1/4 ou 1 1/2 fois son volume de charbon de bois, soit en poids 190 parties de charbon de bois pour 1000 de minerai.

Le fourneau de réduction consiste en un dé en maçonnerie, surmonté d'un tronc de cône à section elliptique (1). Le dé est percé de deux galeries à angles droits, laissant quatre piliers aux angles, sur lesquels reposent des voûtes .supportant les foyers. Dans l'intérieur, sont construites deux cornues ou chambres verticales rectangulaires de 2 mètres de longueur sur 0". 50 de largeur et 8m.50 de hauteur. Au-dessous du niveau du sol, se trouve une fosse destinée à recevoir l'appareil de déchargement. La hauteur du fourneau entier jusqu'au niveau du sol est de 13 mètres, et jusqu'au fond de la fosse, de 14m.20. "Les cornues s'élargissent un peu à la partie inférieure, afin de

(f) La construction d'une des cornues du four à coke d'AppoIt donne une juste idée de la chambre de réduction du four Chenot. Voir Métallurgie, 1. 1, p. 262.

faciliter la descente de la charge réduite. Autour de chaque cornue règne une série de carnaux verticaux, communiquant par le bas avec les foyers, et par le haut avec une galerie qui débouche en plein air. La construction tout entière est solidement reliée par des armatures en fer. Les briques spéciales employées pour les cornues s'emboîtent, à la surface supérieure, les unes dans les autres, au moyen de bourrelets ou de cordons correspondant à des rainures semblables sur la surface inférieure, ce qui prévient tout déplacement latéral.

Si Ton retirait le fer réduit pendant qu'il est encore brûlant, ou môme seulement chaud, le contact de l'air l'enflammerait et l'oxyderait de nouveau. Pour obvier à cet inconvénient, audessous des cornues, se trouve une caisse en tôle prismatique, de 0m.002 d'épaisseur et de 4m.50 de longueur, appelée lerefroidissoir; plus bas encore existe une autre caisse en fonte, percée de trous sur une face, pour laisser passer les barreaux d'une grille, et offrant sur la face opposée un renflement ou rainure pour loger les extrémités de ces barreaux» Ceux-ci sont au nombre de 50, de (T. 01 8 de diamètre et espacés de O*.020. Le refroidissoir peut, au besoin, être entouré d'une seconde caisse traversée par un courant d'eau froide, afin d'activer le refroidissement de l'éponge et de pouvoir faire passer dans le même temps un plus grand nombre de charges. Sous le refroidissoir et au niveau du sol, se trouve un wagon roulant sur des rails.

Le fond du wagon est mobile : on l'élève ou on l'abaisse parallèlement à lui-même au moyen d'un plateau horizontal qu'on fait mouvoir, dans le sens vertical, par des manivelles et des axes commandant des engrenages. Pour défourner, le fond mobile du wagon est amené jusqu'au contact de la grille, dont on retire ensuite successivement les barreaux. Puis on abaisse lentement le fond pour lui faire reprendre sa position primitive, et alors l'éponge de fer suit le mouvement et emplit le wagon.

Les frais de construction d'un tel fourneau de réduction à double cornue, y compris la maçonnerie, les matériaux métalliques et la main-d'œuvre, etc., sont estimés à 11 500 francs. Les détails suivants se rapportent au fourneau qui a fonctionné à Hautmont avec une seule cornue, de l^.SO sur 0m.50 de large. Les fourneaux à deux cornues n'étaient pas encore terminés en 1859.

Les frais de main-d'œuvre par poste de douze heures, sont : 1 chauffeur pour deux fourneaux, 3 francs ; 1 manœuvre par fourneau pour charger et décharger, 2 francs ; 1 manœuvre pour apporter le minerai, le casser, etc., 2 francs; 1 enfant pour trier les charges, 1 fr. 50 c. ; soit ensemble 8 fr. 50 c.

On chargeait par jour dans un fourneau à une seule cornue, 1 500 kilogrammes de minerai de fer grillé, et 500 kilogrammes de charbon de bois. La réduction était terminée au bout de trois jours ; alors on défournait la charge précédente, et la nouvelle éponge descendait dans le refroidissoir, où elle séjournait trois jours, puis on opérait une nouvelle charge. Ainsi, l'élaboration, la réduction et le refroidissement durent six jours en tout. Le rendement est de 1 100 kilogrammes d'épongé, sans compter 100 kilogrammes de charbon non utilisé dans la réduotion. On consomme en même temps 1 300 kilogrammes de houille.

Le minerai venait de Sommorostro (Espagne) ; il consistait en un mélange do sesquioxyde et de carbonate de protoxyde de fer, au titre de 55 pour 100 de fer. Pris aux mines, il valait 10 francs la tonne, mais à Hautmont il revenait à 45 francs. Voici l'analyse de ce minerai :

Sesquioxyde de fer 78.70

Oxyde de manganèse 0.68

Silice 10.01

Alumine.. 2.36

Eau 8.22

A Baracaldo, on faisait- par jour, dans des feux ou foyers d'affinerie, de 16 000 à 18 000 kilogrammes de fer, dont 10 000 étaient extraits d'épongés de fer, et le reste par le puddlage d'épongés et de fonte mêlées ensemble. M. Sandbcrg rapporte qu'en 1862, à Baracaldo, on faisait du fer de trois manières différentes : 1° par la méthode indirecte de chauffage, de Chenot ; 2° en puddlant avec de la fonte au charbon de bois; 3° avec de la fonte au coke, soumise également au puddlage. Les prix de revient par tonne étaient respectivement de 500 francs, de 450 francs et de 400 francs.

Voici l'analyse du minerai employé à Baracaldo dans le procédé Chenot ; il provenait de Campanil, près de Bilbao :

Sesquioxyde de fer 80.60

Protoxyde de fer 5.42

Oxyde de manganèse 2.00

Silice 2.00

Alumine 0.40

Chaux Traces.

Acide carbonique 3.39

Eau 6.30

Quand l'éponge de fer est parfaitement réduite, elle est d'un gris brillant, dune consistance molle et se coupe facilement en tranches minces avec un couteau ; on peut l'enflammer avec une allumette et elle continue à brûler jusqua oxydation totale. Le minerai imparfaitement réduit est d'une couleur noire; on ne peut ni le couper ni l'enflammer.

On a constaté qu'en moyenne la densité de l'éponge métallique bien faite ne dépasse pas 1 .25 ; mais cette densité est nécessairement très-variable, suivant la nature du minerai, la température de réduction, etc. Sous une pression poussée peut-être à 3 000 atmosphères, elle se réduit au 1/5 de son volume primitif. Pendant la compression, il y a un énorme dégagement de chaleur.

Nous avons décrit jusqu'ici ce qu'on appelle la méthode extérieure ou indirecte de chauffage; il nous reste à parler de la méthode intérieure ou directe (1), par laquelle on réduit le minerai avec un courant chaud d'oxyde de carbone, et non plus par le mélange des matière charbonneuses solides. Le fourneau consiste essentiellement en une chambre de réduction verticale rectangulaire, avec un refroidissoir en fer au fond, absolument comme dans le fourneau précédent, mais, sous d'autres rapports, il y a une différence considérable. La chambre communique par le fond , c'est-àdire au-dessus du refroidissoir, avec deux générateurs à gaz oxyde de carbone, ou fourneaux à gaz de construction ordinaire, dont un sur chaque paroi longue de la chambre. On brûle du charbon de bois. L'air est lancé dans les générateurs sous une pression égale à une colonne de mercure de 0m.013; un courant de gaz, riche en oxyde de carbone, est ainsi appelé à travers la colonne de minerai dans la chambre de réduction, au sommet de laquelle il brûle avec la flamme bleue caractéristique, sauf lorsqu'il est accidentellement humidifié par la vapeur aqueuse du minerai. On a essayé, avec succès, de sécher le minerai sur cette flamme. La pression du gaz doit être telle qu'il puisse s'échapper en petite quantité sans brûler, et de façon toutefois à pouvoir être allumé ; autrement, l'air pourrait pénétrer jusqu'au minerai réduit et le • réoxyder.

M. Tourangin a proposé une modification à la méthode directe de chauffage, et M. Sandberg rapporte que cette modification a été appliquée dans trois localités : près de Bilbao et en France (2). Le fourneau n'a que 6 pieds de hauteur, et on n'a besoin d'aucun appareil pour défourner. Le prix de revient ne serait que la moitié de celui d'un four direct Ghenot,

(1) Nous sommes redevable de ces renseignements et de quelques-uns des précédents, à notre ami M. Sandberg, Suédois, qui a fait un Rapport sur le procédé Ctenot à la Chambre des mailres de forges de Stockholm. Novembre 1862.

(2) A QttiUan (Aude), et près d'Amélie (Pyrénées-Orientales).

quoique le principe soit exactement le même. Il y a une chambre verticale, à section carrée ou à peu près, avec un générateur à gaz de chaque côté, etc. Le fond du four est situé à environ 0n.60 au-dessous de l'ouverture par laquelle débouche le gaz au sortir du générateur ; il est incliné en avant, vers la face antérieure où est la porte; cette porte reste fermée, sauf pendant l'extraction de l'éponge, que Ton fait tomber dans une caisse en fer, où on la recouvre de cendres pour la garantir de la réoxydation. Au-dessus du chio ou trou d'extraction , on introduit plusieurs barreaux de fer mobiles destinés à supporter le minerai, ainsi qu'on l'a décrit précédemment. On retire ou l'on replace de temps en temps ces barreaux suivant les circonstances. On donne du vent pendant qu'on extrait l'éponge, afin d'empêcher la rentrée de l'air. Dans un fourneau de ce genre, on peut produire environ 20 tonnes de fer par semaine, et, pendant le même temps, le forger au foyer à charbon de bois, avec un rendement de 50 pour 100.

Le foyer à charbon de bois, pour mettre l'éponge en balle, est presque le môme que celui employé dans le pays de Galles méridional pour les tôles à fer-blanc. Pendant le cinglage de la balle, des jets de flamme bleue s'en échappent dans tous les sens. Si l'on a un laminoir à sa disposition, on peut laminer les loupes, sans les réchauffer, en barres d'environ 10 centimètres carrés de section, que l'on coupe en longueurs de 0m.30. Pendant les premières passes au laminoir, le fer est enveloppé dune flamme bleue, et parait très-mou. Les morceaux coupés peuvent être réchauffés à la houille, et laminés en barres marchandes de diverses dimensions.

A Baraoaldo, le fer Chenot était très-estimé pour la fabrication des clous de fer à cheval ; il se vendait, pour cette raison, un prix plus élevé que le fer puddlé, quoique, suivant M. Sandberg, il ne fût certainement pas aussi homogène que ce dernier. Le fer Chenot est réputé mou et nerveux, à oaasure

fibreuse ; il n'offre du grain que accidentellement. M. Sandberg annonce qu'à la chaleur rouge il est extrêmement mou et facile à traiter ; il ne présentait aucunes criques, même en le forgeant sans précaution»

M. Sandberg a chiffré le prix de revient du fer Ghenot dans les différents établissements qu'il a visités en 1862. Ses calculs ressortent des données qui lui ont été communiquées.

Méthode de chauffage extérieur ou indirecte. — À Baracaldo, production annuelle (1862) d'environ 2 000 tonnes. Pour i tonne de fer marchand fini, il faut :

t.15 de massiaux ou de fer n° 1 ♦ 1.60 d'épongé de fer.