FER CARBONATE COMPACTE ET ARGILEUX
Ce minéral , plus spécialement connu sous le nom de fer carbonate /ithoïde ou de /i?i' carbonate des houillères , se trouve principalement dans les terrains de grès houiller; il existe aussi dans les terrains houillers calcaires ; il forme tantôt des couches minces et bien réglées, tantôt des rognons de toutes grosseurs disséminés dans la houille et les argiles qui l'accompagnent.
Il est compacte, gris-noirâtre; il est souvent pénétré d'argile bitumineuse et de houille , et contient des phosphates de chaux et de fer, des pyrites , et quelquefois de la blende.
Le minerai en rognons est beaucoup plus pur et plus riche en fer que le minerai en couches.
Quoique le fer carbonate lithoïde donne du fer de moindre qualité que le fer spathique, cependant il devient un minerai très précieux lorsqu'il se trouve avec abondance dans un bassin houiller. C'est à cette réunion de minerai et du combustible sur la plupart des bassins houillers, qu'il faut attribuer l'immense développement que la fabrication du fer a pris en Angleterre ; malheureusement en France le fer carbonate lithoïde est très rare dans les terrains houillers.
HIÊTALLIHRGIE DU FER.
On donne le nom de minerai de fer à toute substance contenant assez de fer pour que son exploitation puisse être faite industriellement. Comme de petites quantités de phosphore, de soufre ou d'arsenic, ôtent au fer toute sa ténacité , on rejette les minerais dans lesquels le fer est uni à l'un ou l'autre de ces corps.
Les seuls minerais exploités sont :
L'oxide de fer magnétique ;
Le peroxide de fer anhydre ou fer oligiste;
L'hydrate de peroxide de fer ;
Le carbonate de protoxide de fer (fer spathique ou fer carbonate des houillères).
Tous ces corps soumis à la calcination, en présence de l'air, sont rame-
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nés à l'état de sesqui-oxide de fer: aussi peut-on dire que c'est en gén^»rai du sesqui-oxide de fer que Ton retire le fer.
Le métallurgiste divise les minerais de fer en deux espèces principales : en mines terreuses, et en mims en roches. Les premières sont formées par de Thydrate de peroxide de fer. Les secondes comprennent toutes les autres espèces.
On emploie le charbon pour réduire le peroxide de fer.
Les procédés d'extraction varient suivant l'état de pureté du minerai que l'on se propose d'exploiter.
Supposons, en etfet, que l'on ait à traiter un minerai riche et très pur; en le chauffant même à une température peu élevée avec un excès de charbon, on devra le réduire en fer. C'est le procédé qui est encore en usage dans les forges catalanes'
Si le minerai n'est pas pur, et qu'il contienne du carbonate de chaux, de la silice, et d'autres matières étrangères, le fer qu'il donnerait, si on le chauffait avec du charbon dans une forge catalane, se trouverait disséminé dans la masse, sans que l'ouvrier pût lejrassembler. On a recours alors à une réduction suivie d'un fondage général ; on détermine la fusion de la gangue et celle du métal , qui passe à l'état de fonte en s'unissant au carbone.
Le procédé dans lequel toutes les parties du minerai entrent en fusion porte le nom de Procédé des hauts^ fourneaux.
Avant de traiter un minerai par la méthode catalane ou par celle des hauts fourneaux , on doit le soumettre à une série d'opérations qui constituent la préparation des minerais,
PtémntU9m été ■tacrals.
Les mines terreuses ne sont pas soumises au grillage; on se contente de les laver à la pelle, dans un courant d'eau, ou au patouillet.
Le patouillet se compose d'une caisse en bois ou en fonte, dont le fond est courbe. Un arbre , mis en mouvement par une roue hydraulique et garnie d'anses en fer, agite le minerai au milieu de l'eau qui se renouvelle continuellement. Quand le lavage est terminé , on ouvre un des côtés de la caisse ; l'eau qui a servi au lavage s'écoule aussitôt.
Les mines en roches sont souvent grillées. Cette opération a pour but de rendre le minerai moins dur, plus poreux et plus facile à réduire , et d'expulser l'eau et l'acide carbonique qu'il renferme.
On peut exécuter le grillage en tas à l'air libre, ou dans des enceintes de maçonnerie , ou bien dans des fours continus semblables aux fours à chaux.
MÉTALLURGIE DU FBR. 351
Ml^THODE CATALANE.
La méthode catalane a pour résultat de donner immédiatement le fer, sans passer par la fonte.
Le minerai n*est soumis à la réduction qu'après avoir été préalablement grillé.
Il ne peut pas se former de fonte dans le procédé catalan , à cause de la présence du protoxide de fer qui se trouve en grande proportion dans la scorie. Quand on ajoute des minerais très manganésifères dans le foyer, les scories deviennent riches en manganèse , pauvres en fer, et il se produit alors de Tacier naturel en proportion très notable.
Dans la méthode catalane, la silice contenue dans la gangue, produit avec Toxide de fer un silicate de fer fusible, qui constitue les scories. On perd ainsi une grande quantité d'oxide de fer, et 100 p. de minerai donnent en moyenne 33 p. 100 de fer métallique.
Les fourneaux dans lesquels s*opère la réduction sont des creusets rectangulaires , tapissés de plaques de fonte épaisses , dont le fond est formé d'une pierre de grès réfractaire (pi. 25, fig. 1 et 2).
Pour rendre la combustion énergique, on fait arriver, au moyen d'une tuyère en cuivre, un courant d'air dans le creuset.
La machine soufflante que l'on emploie se compose d'une conduite percée de trous, dans laquelle l'eau tombe avec rapidité, et entraîne dans sa chute une certaine quantité d'air, qui est ensuite repoussée par l'eau dans l'intérieur du creuset. Le combustible est [généralement le charbon de bois.
On commence par introduire dans le creuset du charbon incandescent, jusqu'au dessus de la tuyère , et l'on divise le creuset en deux parties au moyen d'une plaque de fonte. D'un côté l'on place le minerai, et de l'autre le charbon. Le combustible est toujours mis du côté de la tuyère. Lorsque le creuset est chargé on retire la plaque de fonte , qui avait pour but d'empêcher le mélange du minerai et du charbon.
Lorsque le chargement est fait, on donne le vent d'abord avec précaution, et ensuite aussi fort que possible.
L'ouvrier doit alors remuer la masse avec un crochet ; à un certain moment de l'opération il laisse écouter les scories, et lorsqu'il juge que la réduction est complète, il ramasse les grumeaux de fer disséminés dans la masse agglutinée, en forme une masse appelée loupe ^ qu'il enlève et qu'il porte sous un lourd marteau que Ton nomme marteau frontal. Là, le fer est battu à coups de marteau, puis divisé au moyen de forts couteaux en lopins, qui sont forgés et étirés en barres.
Le procédé des forges catalanes donne du fer nerveux de bonne qualité; mais il ne peut s'appliquer qu'aux minerais purs et très riches. I^
