LES PETITS CONVERTISSEURS
Si l'emploi des cornues Bessemer de 8 à 15 tonnes présente pour les grandes usines des avantages incontestables, il est non moins utile aux usines de moyenne importance d'établir à côté de la fabrication du fer et de l'acier puddlés celle des fers et aciers fondus obtenus en petites masses à l'aide de convertisseurs d'un bien moindre tonnage.
On peut objecter, il est vrai, que les autres procédés d'élaboration des aciers, et notamment le procédé Martin-Siemens que nous étudierons bientôt, peuvent se prêter aisément à de pareilles exigences, car on peut construire des fours de dimensions très réduites. Or, nous verrons que, dans ces procédés, l'affinage ne peut s'y effectuer en se servant exclusivement de fonte, on doit nécessairement compléter le bain par des additions de métal plus doux ou de matières oxydantes. C'est là évidemment une complication dans l'approvisionnement des matières premières pour de petites usines. L'idée est donc venue de traiter la fonte seule dans des convertisseurs de petites dimensions, analogues à la cornue Bessemer. L'épaisseur du bain métallique à brasser par l'air insufflé étant moins considérable que dans les grandes cornues, on peut donner à cet air une moindre pression et réaliser de ce fait une économie sur les frais d'installation des machines soufflantes. Dans certains types de convertisseurs on a été plus loin encore dans cet ordre d'idées, en introduisant latéralement le vent par un seul côté, presque au niveau de la surface du bain.
. Ce? petits appareils permettent de fabriquer des pièces de moyen tonnage pour le matériel agricole et celui des chemins de fer, soit par voie demouliage, soit par voie de coulée en lingots.
Quant aux grands convertisseurs Bessemer, sur 9 millions et demi de tonnes d'acier produit en 1893, près de la moitié a été employée à la fabrication des rails, le reste a servi à faire des profilés de toutes sortes, pièces de forge, etc
I. — Appareil Clapp et Griffiths L'appareil Clapp et Griffiths consiste essentiellement en un conver-
MÉTALLURGIE DU PKR
tisseur fixe de 2 à 3 tonnes de capacité, à soufflage latéral, muni d'un trou placé dans la paroi verticale au-dessus du plan des tuyères pour
Fig. 122. — Appareil Clapp et Griffiths.
/*, chargement de la fonte liquide. — M, coulée du métal. — T, tuyère. — Y, conduite d'arrivée du vent.
permettre aux scories liquides de s'écouler pendant l'élaboration du métal.
Le trou de coulée a son origine au fond même du vide intérieur de la cornue et débouche extérieurement au-dessous du plan des tuyères. Pour empêcher le métal d'entrer dans les tuyères, on n'arrête jamais le vent, on se contente quand on verse la fonte à affiner dans la cornue d'en admettre une quantité juste suffisante pour retenir le métal liquide et s'opposer à sa sortie. Ce résultat est obtenu à l'aide d'un obturateur qui vient boucher presque complètement l'orifice des tuyères.
On a ménagé dans la boîte à vent une série de portes faciles à ouvrir.
FABRICATION DES FKRS BT ACIERS FONDUS 289
en face de chacune des tuyères, afin de pouvoir nettoyer aisément celles-ci.
Au moyen d'un seul cubilot, on arrive à fabriquer par journée de douze heures 10 à 15 tonnes ^ ,.^^j /, q^^^ ^^^-^^
d'acier. '
Les cornues Claipf et Griffilhs sont employées en Ainérique et en Angleterre et paraissent fonctionner dans d'assez bonnes condi-
*^*^"^- Fig. 123 et 124.
La cornue américaine Hat" Ion est presque identique à la cornue Clapp et Griffilhs^ mais le trou de coulée des laitiers y a été supprimé.
En France, la cornue Clapp et Griffiths n'a pas eu de succès, elle y a été fort avantageusement remplacée par le convertisseur Robert.
n. — Convertisseur Robert.
M. Gustave Robert^ étant directeur des aciéries de Stenay (Meuse), imagina, en 1885, un convertisseur de faible tonnage à soufflage latéral.
Le vent est introduit par des tuyères horizontales voisines de la surface supérieure du bain de fonte et placées obliquement par rapport à la face intérieure sur laquelle elles débouchent. On donne ainsi au bain un mouvement giratoire.
La cornue n'est pas fixe comme la précédente qui reposait sur un massif en maçonnerie; elle est mobile comme la cornue Bessemer autour d'un axe horizontal constitué par les deux tourillons. On la penche, au début de l'opération, de manière à faire émerger presque complètement les tuyères hors du bain ; on abaisse ensuite le niveau des tuyères par une rotation convenable de la cornue au fur et à mesure que l'opération s'achève.
En procédant ainsi, on se propose d'amener les molécules métalliques à subir successivement et àdiverses reprises l'action affinante de l'air.
La scorie se forme rapidement et surnage au dessus du métal ; l'action oxydante s'élendant de molécule à molécule jusque dans les parties les plus profondes du bain.
L'opératioq dure environ un quart d'heure.
METALLUROIB DU FER
L'idée du soufflage latéral est déjà ancienne ; le premier convertisseur Bessemer utilisé avec succès était soufflé latéralement {Appareil de Saint'Pancras) et les tuyères y ^ étaient placées obliquement par rapport aux grands côtés de l'appareil.
On espère ainsi supprimer le brassage trop violent du bain ainsi que le mélange du métal et de la scorie et obtenir un métal plus homogène et plus de exempt soufflures.
Fig. 125 et 126. — Le convertisseur Robert. ^ - .___
b, bec. — B, boite à vent. — C, conduite du vent soufflé. — A tuyères. — R, revêlement. — TT, tourillons. — V, arrivée de l'air venant de la soufflerie.
Nous ne pensons pas qu'il y ait tant d'avantages à attendre de ce dispositif au point de vue de Faction affinante; le résultat le plus net est qu'au lieu d'avoir recours aux fortes pressions de l'opération Bessemer proprement dite, on peut se contenter de 23 à 35 centimètres de mercure.
Les cornues Robert employées sont généralement d'assez faible ton-
nage ; on a cependant essayé d'appliquer ce dispositif à des cornues de cinq à six tonnes. Il semble, dès lors, qu'il n'y ait pas grand avantage à employer le système Robert de préférence à la cornue Ressemer. Peut-être, pourrait^on objecter avec raison que l'action affinante est trop lente ou insuffisante à cause de l'emploi même du soufflage latéral.
Le convertisseur Tropenas, également à soufflage latéral, off're beaucoup de ressemblance avec la cornue Robert. Il présente toutefois la particularité d'avoir deux rangées de tuyères divergentes.
Les descriptions que nous venons de donner suffisent pour se faire une idée de ce genre d'appareils ; il serait oiseux de suivre dans le détail les particularités plus ou moins ingénieuses des inventeurs. Nous terminerons toutefois ce chapitre en indiquant une variante de travail adoptée depuis peu avec un des types de ces petits convertisseurs.
IIL — Procède- Walrand-Légénisel (1).
La cornue Walrand-Légénisel est une cornue Ressemer de dimensions réduites : il n'y a, par suite, rien de particulier à dire sur l'appareil. Ce qui caractérise la méthode de travail, c'est que pour parer au refroidissement du bain on pratique une addilio7i de ferro-slUcium en terminant par un sursoufflage pour éliminer sûrement tout le silicium en excès. De cette façon, malgré le faible volume de l'appareil, le métal obtenu à la coulée est très chaud et exempt de soufflures.
Le métal étant très chaud et ne contenant plus, à peu de chose près, que du fer et du carbone, on pourra aisément pratiquer telle ou telle addition qu'on voudra et obtenir les diverses variétés d'aciers spéciaux si recherchés aujourd'hui dans l'industrie.
La contenance des convertisseurs Walrand-Légénisel varie de 300 à 1000 tonnes et, quoique de faible tonnage, ces appareils peuvent produire beaucoup, car, leur allure étant très chaude, leur refroidissement après la coulée est très faible ; aussi peut-on y traiter deux ou trois
(1) Voir pour plus de détails :
1" Revue des progrès récents de la métallurgie du fer, par M, de Billy (Bulletin delà Société d'Encouragement, janvier 1897).
2^ L Ivonmonger du 5 septembre 1896.
3^ La cooimunicaiion de M. Snelus au meeting d'automne 1896 de Vlron and Steel,
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charges par heure. L'addition de ferro-silicium a lieu, selon la composition des fontes, après 15 à 20 minutes de soufflage et atteint la proportion de 15 à 20 0/0 selon que la teneur en silicium du ferro-silicium est de 15 à 10 0/0. Le sursoufflage ne dure pas plus de 4 à 5 minutes. D'après M. Snelus, il faut ajouter le ferro-silicium dès que les raies vertes commencent à disparaître.
