BESSEMER BASIQUE OU PROCÉDÉ THOMAS ET GILCURIST

Article 1. — Notions générales sur la déphosphoration

Dans le second volume de son Traité de Métallurgie paru en Février 1 878, Grww^r confirme, au sujet de la théorie de la déphosphoration, les idées générales émises sur ce point dans le premier volume paru en 1875. Après avoir annoncé que c'est l'acidité de la scorie qui s'oppose à la déphosphoration, l'auteur ajoute que l'affinage des fontes phosphoreuses ne pourra se faire « au convertisseur Bessemer ou dans les fours Siemens aussi longtemps que le revêtement intérieur de ces appareils sera formé d^ éléments argileux ou siliceux. » Et plus loin : « // // a là, et dans l'emploi des réactifs solides, encore un vaste champ de recherches ouvert aux maîtres de forges, » — On ne saurait mieux dire pour résumer les deux grands principes dont l'application régit toute la déphosphoration actuelle : Revêtement basique et laitiers basiques ; du moins quand on veut exclusivement la réaliser sur la sole d'un four à

réverbère. Au Bessemer, comme on va le voir, il faut quand on veut déphospfiorer qu'une troisième condition soit satisfaite.

I. — Essais de déphosphoraiion au convertisseur Bessemer (l).

Bessemer y comprenant toute rimporlance du traitement des fontes phosphoreuses dans son appareil, propose d'ajouter dans la cornue divers réactifs spéciaux pour déphosphorer ; ces réactifs sont onéreux.

La chaux cependant est signalée, mais elle n'est pas adoptée.

En 1869, apparaissent les brevets de E. Muller et de Caron,

E. Muller préconise un revêtement en briques magnésiennes et indique l'addition de briquettes de chaux destinées à saturer les acides de la scorie.

Caron propose l'emploi de la magnésie pure de l'île d'Eubée comme revêtement du convertisseur ; M. lessié du Motay l'essaye aux usines de Terrenoire en 1874.

Cette substance à cause de son prix élevé doit être abandonnée ; mais on constate, en outre, que la déphosphoration est à peine appréciable. L'ingénieur de l'usine affirme, à la suite de ces essais, qu'il est impossible de déphosphorer au Bessemer quelles que soient la nature du revêtement et la basicité du laitier; car, dit-il, les phosphates formés sont réduits par l'oxyde de carbone produit lors de la décarburation. Lowthian Bell partage cet avis.

A la même époque, soit en 1874, M. PourceU à Terrenoire, avec le même revêtement basique, cherche la solution dans l'emploi de réactifs coûteux tels que le spath fluor, le sel marin, le borax, etc..

Le laitier ne renferme qu'une quantité de silice bien inférieure à la limite indiquée par Gruner comme compatible avec l'élimination de l'acide phosphorique, et cependant les résultats sont tout à fait insuffisants. Le minimum de SiO^ fixé par Gruner est de 25 à 30 0.

Nous verrons plus loin quelle est l'opération métallurgique supplémentaire à faire intervenir pour que la déphosphoration réussisse dans l'appareil Bessemer.

(i) Consulter sur le « procédé Thomas » le mémoire si documenté de M. Bresson paru dans la Revue universelle des mines et de la métallurgie. Il a été pour nous un guide précieux dans une des questions les plus complexes de la sidérurgie moderne.

II. — l.a dtiphosphoralion est réalisée au converiissenr Bessemer.

Les comptes-rendus des meetings de VIron and Steel Institule de 1878 contiennent une communication de M. Snelus concernant la déphosphoration au Besseraer aux usines de West Cumberland à Workington.Dès 1872, les essais par la chaux d'addition dans un convertisseur à revêtement basique sont entrepris avec un certain succès, paraît-il ; mais M. Snelus ne peut publier que six ans plus tard les résultats de ses recherches.

Le mémoire de M. Snelus est un document technique du plus haut intérêt ; c'est la déphosphoration actuelle au convertisseur au sursoufflage près qui est le soufflage supplémentaire qu'il est indispensable de donner après la combustion du carbone. C'est pourtant cette dernière opération métallurgique qui doit rendre le procédé véritablement industriel.

Deux hardis inventeurs, MM. Thomas et Gilchrist (1) présentent, en 1878, un mémoire relatant le tableau très complet de leurs essais et la solution complète de la question (Septembre et Octobre).

Ces essais, commencés en 1875 dans un convertisseur ne chai^eant que 2*^7, ne constituent d'abord qu'une expérience de laboratoire ; puis ils se continuent dans un convertisseur de 200"^ remplacé bientôt par un appareil de 600'' mis à la disposition des inventeurs par la compagnie de Bleanavon.

Enfin M. Menelaiis ^ direcienr de l'usine de Dowlais, met à la disposition des inventeurs un convertisseur de 6 tonnes.

Dégageons tout d'abord, avant de donner la théorie complète, deux principes fondamentaux de fabrication.

a) — II y a nécessité de continuer à donner le vent pçndant un certain temps après la combustion du carbone ; en agissant ainsi, au lieu de réaliser comme au Ressemer acide la période des fumées, c'est-àdire la combustion intégrale du fer, on fait disparaître le phosphore.

Cette opération s'appelle le sursoufflage ou after-blow,

b) — Si la garniture, au lieu d'être basique est siliceuse, quelle que

(1) Los noms des deux inventeurs que l'usage a abrégés sont en réalité les suivants: Sydney Gilchrist Thomis, métallurgiste amateur, mort à Paris le le février 1885 et Percy Gilchrist, chimiste aux Aciéries de Blaenavon, cousin du premier.

soit rintensité du sursoufflage, on n'arrive pas à déphosphorer : garnissage basique et sursoufflage,' telles sont les bases du procédé.

L'addition de chaux ou, plus généralement, les additions basiques faites dans la cornue ne sont pas indispensables, elles n'interviennent que pour que l'acide phosphorique ne donne pas des phosphates basiques au détriment de la matière même de la paroi.

Article 2. — Théorie de la déphosphoration au convertisseur.

Le revêtement intérieur de la cornue doit être basique ; nous discuterons ultérieurement quelle doit en être la nature.

Disons néanmoins tout d'abord que la chaux y figure en proportion notable. Il faut réaliser une période supplémentaire de soufflage consécutive à celle des flammes pendant laquelle se brûle le carbone : cette période appelée sursoufflage ou after-blow est caractéristique des opérations basiques au convertisseur Ressemer.

Il y a nécessité de procéder à des additions calcaires pour que le revêtement soit ménagé.

Tels sont les faits acquis par les expériences de Thomas et Gilchrisl; passons à la théorie.