IV. — Mécanisme de raffinage par oxydation

Supposons un bain de fonte fondue dans un bassin peu profond, par exemple, et exposée là à l'action oxydante de l'air.

Les éléments les plus avides d'oxygène absorbent directement ce gaz; ces éléments seront, rangés dans l'ordre d'oxydabilité, le silicium, le manganèse, le phosphore, le carbone, etc.

Cependant l'oxygène se portera aussi, et souvent de préférence, à cause de l'influence des masses, sur le métal dominant ; l'oxydation de ce dernier, vu son contact mieux assuré avec l'air, sera plus facile. Cette oxydation du métal principal sera, d'ailleurs, d'autant plus énergique que le courant d'air sera plus rapide et plus abondant. Mais cette oxydation n'est jusqu'à un certain point que temporaire.

A mesure que le métal principal absorbe en se transformant en oxyde supérieur^ celui-ci le cède aux éléments plus oxydables qui se trouvent disséminés dans le bain métallique en étant ramené à l'état de protoxyde,

Le métal dominanty le fer, ne sert donc, en quelque sorte, que de véhicule pour transporter Voxygène de Vair aux éléments étrangers qu'il s'agit d'éliminer.

II suit de là qu'on peut hâter l'épuration et diminuer le déchet, en mêlant au métal une certaine dose de l'oxyde en question ou de silicates de fer basiques, pour les raisons exposées ci-dessous.

Pour que cette réaction se produise, il faudra assurer un contact intime entre l'oxyde du métal et les éléments à éliminer.

Or, l'oxyde étant plus léger que le métal reste, en général, à la surface du bain surtout quand il peut se former un silicate, ce qui arrive dans le cas de l'affinage de la fonte ou quand on opère dans un fourneau à parois siliceuses (briques ordinaires, quartz, etc..)

Ce n'est donc pas par l'action directe des oxydes supérieurs du fer

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que se fait surtout l'oxydation du bain, mais par l'action des silicates de fer. Dès que le silicium aura pu s'oxyder, la silice formée saturera les oxydes supérieurs facilement réductibles, empêchera leur action sur les éléments plus oxydables tels que Mn, Ph, C, etc.. Ce n'est que lorsque la formation de la silice sera arrêtée et que, sous l'action continue de l'atmosphère du bain, les silicates se surchargeront en ces oxydes en devenant basiques (1), que l'affinage pourra continuer.

II y aura donc oxydation permanente du métal brut par les oxydes supérieurs de fer tenus en suspension par les silicates basiques ; ces oxydes, à leur tour, se réoxyderont à l'air, rendant plus basiques les silicates qui les tiennent en suspension ; et ainsi de suite.

On voit, par suite, que, pour assurer un bon affinage, on pourra être amené à brasser activement la masse, car la fonte s'affinant se rapprochera de plus en plus du fer dont le point de fusion est plus élevé. Le foyer utilisé pourra, en effet, ne pas fournir l'appoint de chaleur nécessaire pour maintenir dans un état de fluidité suffisante la fonte qui a commencé à s'affiner, tout en maintenant beaucoup plus fluides les scories dont le point de fusion est plus bas. Ce brassage pourra ne pas être effectué à main d'homme ou mécaniquement, si Tair est lancé sous pression à travers le bain de fonte en fusion. En même temps qu'il oxydera, cet air accomplira le brassage. C'est, en effet, ce qui caractérise un des procédés d'affinage.

Il faudra aussi éviter l'excès de silice dans le bain de fonte soumis à l'affinage, car, avec excès de silice, les silicates restent longtemps acides ; l'oxydation par la scorie sera retardée d'autant ; par suite, l'affinage deviendra plus onéreux. Nous verrons, plus tard, combien cet excès de silice est nuisible quand on veut débarrasser la fonte d'éléments étrangers donnant par l'affinage des oxydes que la silice déplace de leurs combinaisons avec les bases. On conçoit, en effet, que, dans ce cas, l'élimination de ces éléments puisse être rendue impossible si, une fois libres, leurs oxydes sont réductibles par le CO qui se formera lors de la décarburation.

(1) Il ne faut pas oublier que la silice parait se combiner avec les bases en proporlions indéterminées.