indéterminé

ou C\S»

ouC4 S*

Blanche; pas de graphite.

Blanche, graphite séparé Blanche, graphite séparé.

Traitée.

(1) l.Uélaitdu graphite.

Dans le n° 8, 2.46 de carbone combiné : 1.68 de soufre : : 6 : 4, c'est-à-dire dans le rapport C4: S ; et 1.44 de carbone graphitique : 1.68 de soufre : : 6:7, c'est-à-dire, comme C* : S1, à peu près. D'où il résulte que ces expériences n'indiquent pas la formation, ni la votilisation du bisulfure de carbone (CS*) ; loin de nous toutefois, par ces quelques résultats, l'intention de conclure d'une manière définitive. Il est certain qu'il y a déperdition de soufre causée par l'action du carbone, si, comme nous le croyons, ces expériences sont exactes. Karsten affirme pourtant le contraire : « D'après mes expérience ces souvent répétées, dit-il, le bisulfure de fer avec mice nimum de soufre reste parfaitement intact lorsqu'on le « maintient avec du charbon pendant une heure à la chaleur « blanche la plus forte; mais il s'incorpore du charbon et il « devient par cela même cassant (1). » D'autre part, M. Fournet, cité par Karsten, affirme que le sulfure de fer se décompose en présence du charbon, quand on l'expose assez longtemps à une température élevée, et que le fer se combine avec du carbone pour former de la fonte, qui se sépare assez complètement lorsqu'il est en quantité suffisante (2). Ce sujet doit en rester là, jusqu'à ce que d'autres essais déterminent de quel côté se trouve la vérité. Un point intéressant dans les recherches de M. Weston, c'est que la coexistence du graphite

(1) EisenhititenkundeyX.l, p. 499.

(2) Ann. des Mirm, 3* série, p. 244; 1833.

est impossible et que le métal est nécessairement blanc, quand le soufre de la fonte atteint environ 2 1/4 pour 100. 11 reste toutefois à s'assurer si une proportion moindre de soufre peut produire cet effet.

D'après les expériences récentes de M. Caron, le manganèse métallique, par simple fusion avec la fonte, la prive en grande partie du soufre qu'elle contient (1). La fonte qui a servi de point de départ, a été faite de toutes pièces en fondant du fer de très-bonne qualité avec du charbon de bois. Cette fonte fut refondue avec du sulfure de fer, de manière que le produit contînt 1.15 pour 100 de soufre. On mit deux portions égales de cette fonte dans deux creusets, Tune Bans addition d'aucun autre corps, et l'autre avec 6 pour 100 de manganèse métallique qui contenait, d'après les analyses : 5.5 de carbone pour 100, 0.5 de silicium, et 1.0 de fer. Le métal fut tenu en fusion pendant une heure, puis coulé ; pendant cette opération, les fontes ont dû éprouver un léger affinage causé par l'atmosphère oxydante du creuset. M. Caron résume ainsi ses expériences :

Pour 100 de fonts.

Soufre.

Fonte sulfurée (A) 1.15

N° 1. — refondue seule 1.14

N° 2. — refondue avec 6 •/• de

manganèse 0.15 3.112

N° 1. Deuxième fusion sans addition. . . . 1.05

N* 1. Troisième fusion sans addition. . . 0.96

(A) Refondue avec 1 0 °/0 de sesquioxyde de

fer 1.08

(A) Refondue avec 1 0 °/0 de sesquioxyde de

fer et 6 °/o de manganèse 0.07 1*22

D'où il résulte que, par une sîmple fusion dans un creuset où

(1) Comptes rendus, t. LYI, p. 828; avril 4803.

l'air a accès, le manganèse enlève à la fonte plus de 0.7 de son soufre. En refondant cette même fonte avec une nouvelle dose de manganèse, il ne restait plus que des traces de sulfure. Il paraîtrait que le manganèse agit comme un in- • termédiaire permettant au soufre de s oxyder et de s'éliminer à l'état d'acide sulfureux. Cependant, M. Caron conclut que sans action oxydante, le soufre disparaît de la fonte en présence du manganèse ; mais cette conclusion paraît à peine justifiée par les données sur lesquelles elle repose. Nous pensons qu'il serait difficile, dans les conditions décrites par M. Caron, de maintenir sans oxydation l'alliage de fonte et de manganèse en fusion pendant une heure. M. Caron cite ce fait à l'appui de ses assertions concernant l'action désulfurante du manganèse, que certains minerais de fer renfermant des pyrites cuivreuses produisent de la fonte exempte de soufre, parce qu'ils sont très-manganésiferes. Ces minerais sont cependant grillés avec soin avant d'être fondus, ce qui élimine la plus grande partie du soufre ; et si la présence du manganèse était réellement la cause de l'absence du soufre dans la fonte, il faudrait que son action fût entièrement différente, dans le haut fourneau, de celle qui lui est assignée dans les expériences précédentes; et elle pourrait probablement s'expliquer par l'observation de M. Parry rapportée plus haut.

De V action du phosphore sur le fer qui contient du carbone et du soufre. — M. Janoyer a cherché à établi*, par les expériences suivantes, que le phosphore élimine une partie du soufre du fer renfermant du carbone (1). ,

1. On fondit dans un creuset d'argile non brasqué 3*r.5 de belle fonte très-graphiteuse avec 0fM4 de pyrite de fer. On obtint un culot bien fondu de fonte parfaitement blanche, qui s'applatissait assez bien sous le marteau, quoique M. Janoyer le décrive comme « n'étant qu'un amas de cristallisations fila-

(1) Ann. des Mines, 5» série, t. VI, p 158 ; 1854.

menteuses de protosulfure de fer. » Son aspect était terne ; il était fort difficile de la pulvériser dans un mortier ; elle s'aplatissait de manière à donner des petites paillettes. Certaines portions étaient surtout très-ductiles, et l'auteur les regardait comme du fer resté libre à l'état de mélange mécanique dans le protosulfure. Il contenait 1.714 pour 100 de soufre.

2. 3*\o de la même fonte furent fondus de la môme manière avec 0gr.14 de pyrites de fer, 0gM4 d'os calcinés, et 0gr.09 d'argile blanche réfractaire. On obtint un culot bien fondu de fonte parfaitement blanche qui était très-cassant ; il s'est facilement broyé et pulvérisé, et n'a pas du tout fléchi sous le marteau. A la loupe, on y distinguait des parties « à cristallisations sulfureuses placées à angle droit et des parties cristallines à facettes très-brillantes. » Il contenait 1.486 pour 100 de soufre, soit 0.228 pour 100 de moins que le culot de la première expérience. M. Janoyer attribue cette déperdition de soufre à l'action du carbone, et il suppose qu'il s'échappe à l'état de bisulfure de carbone. Il explique, d'après ce principe, comment l'introduction dans le haut fourneau de minerais trèsphosphoreux tend à combattre la propriété que le soufre donne au fer d'être rouverain; ou, en d'autres mots, l'influence du soufre est plus ou moins neutralisée dans le fer par l'action du carbone. Il rappelle les résultats de son essai au haut fourneau, où il a constaté qu'en ajoutant du minerai oolithique ne contenant pqs plus de 0.2 pour 100 d'acide phosphorique, dans la proportion de 0M06 de phosphore pour 240 kilogrammes de fonte produite, il a obtenu du fer en barre qui n'était pas cassant à chaud ; tandis que sans cette addition, la fonte, bien que provenant d'hématite rouge de bonne qualité, exempte de soufre et de phosphore, donnait toujours du fer rouverain. Il s'assura que cette propriété n'était pas causée par les procédés ultérieurs de fabrication, car la fonte fut convertie, par le même traitement et avec le même combustible , en fer marchand sans et avec addition

de minerai phosphoreux. En outre, la fusion s opéra dans les mêmes conditions, sauf que dans un cas on eut recours à du minerai phosphoreux, mais en quantité assez faible pour ne pas rendre le fer cassant.

M. Janoyer a fait d'autres essais pour démontrer qu'en présence du carbone, le soufre n'éliminé pas le phosphore du fer.

1. 5 grammes de fonte grise furent fondus avec 0fM0 de pyrite de fer, 0^.20 d'os calcinés, et 0^.20 d'argile.

2. 5 grammes de la même fonte furent fondus avec 0Br.20 d'os calcinés et 08M0 d'argile.

Dans les deux cas, le culot renfermait la même proportion de phosphore.

Tout en recommandant les minerais phosphoreux pour empêcher que le fer ne devienne rouverain, M. Janoyer, prescrit très-sagement d'en user avec modération. Les passages suivants de son mémoire exigent quelques commentaires. « On a remarqué, sans se rendre compte de la vraie cause, « que les fers à facettes, cassants à froid, se forgent très-faci- « lement. » A moins de nous tromper grossièrement, les métallurgistes connaissaient ce fait et son explication bien longtemps avant la publication du mémoire en question ; ils savaient également que « des traces de soufre suffisent pour donner au fer des propriétés nuisibles et le rendre rouverain. » Ils n'ignoraient pas non plus que « le passage du soufre dans le fer se « fait principalement dans la fusion du minerai au contact du « combustible minéral dans le haut fourneau, et que c'est dans «cette opération qu'il faut tâcher de s'en préserver.»

M. Caron a reconnu que le manganèse n'a pas, comme le soufre, le pouvoir d'éliminer le phosphore de la fonte. Il a fait sur le fer phosphore une série d'expériences identiques à celles qui ont été citées pour la fonte sulfurée (1).

(1) Comptes rmdut, t. LVI, p. 838; avril 1865.

Spiegeleisen chauffé avec de la silice. — M. HochsUUter a fait l'expérience suivante dans notre laboratoire. 97fr.i5 de spiegeleisen caractéristique de l'Allemagne, réduit en poudre et contenant 5.39 de manganèse et 0.37 pour 100 de silicium, furent mélangés avec i9gM43 de sable blanc fin. On soumit le mélange, pendant une heure environ, à une chaleur blanche, dans un creuset d'argile couvert renfermé dans un autre creuset. Le produit bien fondu pesait 94"r. 56; il était recouvert d'un peu de scorie et très-malléable. Sa cassure était singulière, et il est difficile de la décrire exactement; c'était ce qu'on appelle une cassure à colonne, fibreuse. Le culot était d'un gris foncé, et, à l'exception de points brillants disséminés ça et là, il avait un éclat terne et non métallique. En en refondant un morceau sous du charbon de bois dans un creuset d'argile couvert, le produit ne changea pas extérieurement d'aspect; mais la cassure n'était plus à colonne. Après une longue digestion dans l'acide chlorydrique concentré, il laissa un résidu brillant, volumineux et noir, qui se composait de matière charbonneuse et siliceuse. On fit bouillir ce résidu avec une solution de potasse caustique qui produisit une solution incolore ; ainsi la matière charbonneuse ne s'était pas dissoute ; le résidu d'un noir brillant, insoluble, fut lavé et séché à 100° C. D'après le poids trouvé, on calcula que le résidu, par rapport au culot primitif du métal, s'élevait à 7.6 pour 100. Le premier produit se composait de :

Graphite 1.61

Silicium 2.91

Manganèse 0.99

Fer, par différence 94.49

Il est possible que par l'attaque à l'acide chlorhydrique , un peu de carbone combiné se soit dégagé avec l'hydrogène ; mais si le carbone à cet état avait existé en quantité notable,

la solution dans la potasse se serait colorée en brun. D'où il suit que, par l'action à une température élevée de la silice sur le spiegeleisen, le manganèse se convertit en grande partie, en protoxyde qui se combine avec la srlice pour former de la scorie, et que presque tout le carbone séparé sous la forme de graphite est remplacé par le silicium.

Action du cuivre sur le fer et le manganèse contenant du carbone combiné. — M. Richardson a fait les expériences suivantes dans notre laboratoire. Il opéra sur du cuivre déposé par la pile et du spiegeleisen de belle qualité, contenant 8 pour 100 de manganèse.

4. Poids employés. {Spiegeleisen., . . ««'.61 r J (Cuivre 22 .19

Ces matières, déposées dans un petit creuset d'argile placé dans un autre creuset de plombagine, munis tous deux d'un couvercle bien luté, furent soumises, pendant une heure et demie, à une température élevée. Le produit bien fondu offrait les caractères suivants : un noyau de spiegeleisen en apparence intact; une couche extérieure d'environ 0",003 d'épaisseur ressemblant à de la fonte grise. Au-dessous du spiegeleisen intact, on remarquait plusieurs petites taches de la môme substance, et du cuivre en pellicule mince s'étendant à la surface.

Dans une cavité sur le côté du culot, du graphite s'était séparé. Après l'avoir enlevé, on pesa le métal, et la perte fut évaluée à O^.STS. La partie cuivreuse du culot contenait 2.82 pour, 100 de manganèse et 4.87 pour 100 de fer. Le noyau du spiegeleisen en apparence intact n'offrait pas sur la surface de cassure, de trace visible de cuivre, bien qu'il contînt 2.50 pour 100 de cuivre.

2. Poids employés.i^elei8en-- • • La fusion s'opéra comme dans la première expérience* Le

produit bien fondu offrait les mêmes caractères que celui du n° 1, sauf que la surface était recouverte de graphite. Le graphite enlevé, on pesa le culot : la perte était de 0^.220. La partie cuivreuse contenait 1.16 pour 100 de manganèse et 3.67 pour 100 de fer.