TITRE I
Fabrication de la Fonte.
Définitions. — Les métaux qu'on a à isoler sont toujours engagés dans des combinaison^ oxygénées ; soit parce que le minerai est naturellement un oxyde, soit parce que ce minerai a subi un grillage préalable.
Le carbone, Toxyde de carbone, les hydrocarbures, certains métaux ou métalloïdes plus avides d'oxygène que le métal à isoler sont appelés agents réducteurs.
La réduction est une opération qui consiste à décomposer par des agents réducteurs les minerais oxydés pour en séparer le métal.
Les procédés réductifs se divisent en 2 catégories :
La réduction proprement dite,
La fusion réductive.
a) Réduction proprement dite. — Dans la réduction proprement dite l'oxyde est réduit sans fusion préalable par le simple contact à chaud d'un réducteur solide, liquide ou gazeux. Par ce procédé appelé direct parce qu'il a la prétention de donner le métal en traitant directement le minerai, on obtient le fer sous forme d'une masse spongieuse à l'état pâteux contenant une proportion plus ou moins grande des matières étrangères du minerai, suivant la pureté de ce dernier.
C'est par un travail ultérieur de compression, au marteau par exemple, qu'on chassera les impuretés de la masse ferreuse.
b) Fusion réductive. — Dans la fusion réductive, on réalise une température suffisante pour amener à l'état liquide le produit métallique résultant de la réduction ^ainsi que les matières étrangères du minerai. Ces matières étrangères se trouvent toutefois associées à des corps étrangers qu'on a ajoutés à dessein pour constituer des combinaisons nouvelles ayant pu aisément se séparer par liquation delà masse métallique.
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Quant à la masse métallique, elle ne contient pas le fer à l'état plus ou moins pur comme l'éponge du procédé direct, mais un métal tout différent qui est la fonte.
On n'a pas pu, en effet, à pareille température, empêcher l'action réductive de s'exercer sur les autres oxydes accompagnant l'oxyde de fer dans le minerai ni s'opposer à une certaine incorporation de l'agent réducteur lui-même (le charbon par exemple) dans la masse ferreuse.
En résumé, la fusion réductive constitue un procédé indirect parce qu'elle ne donne pas par le traitement du minerai le métal lui-même mais un produit intermédiaire dans lequel le fer se trouve plus concentré et dont on l'extraira par un procédé ultérieur d'épuration appelé affinage.
c) Valeur des deux procédés. — Tous ceux qui ont voulu opérer simultanément la réduction du minerai et l'épuration du métal se sont toujours butés au double inconvénient d'un déchet considérable et d'une fabrication irrégulière comme qualité.
La transformation du minerai en fer métallique dans une seule et même opération, réalisée par les peuplades sauvages des temps anciens ou des pays lointains, n'a pu encore devenir pratique malgré les nombreux essais tentés depuis le commencement du siècle. Il en sera parlé ultérieurement.
La simple réduction exige un minerai exceptionnellement riche, sinon Téponge métallique contient une proportion tellement élevée de matières terreuses que, sans fusion, l'épuration en est impossible.
Ainsi donc, et quoiqu'il puisse paraître peu logique pour obtenir du fer doux de traiter d'abord le minerai à haute température pour en retirer la fonte, il n'en n'est pas moins certain que cette façon d'agir est la seule possible dès que le minerai n'est pas riche et pur.
L'expérience a, en effet, prouvé que la seule formule rationnelle en Tétat actuel de Tinduslrie sidérurgique consistait à faire succéder deux opérations bien distinctes : Vunede fusion réductive qui donne naissance à la fonte, soit à un composé multiple de fer avec plus ou moins de
corps étrangers réduits en même temps que lui (Mn, Si, Ph, S, etc )
ou incorporés et associés directemeftt avec lui (le carbone) ; Vautre d^afftjiage qui produit le fer plus ou moins pur, par combustion plus ou moins complète des éléments étrangers.
Il importe donc d'étudier tout d'ab(»rd l'appareil métallurgique permettant d'obtenir la fonte de fer, produit intermédiaire entre le minerai
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et les aciers ou fers plus ou moins purs, lorsqu'elle n'est pas employée directement telle quelle par la fonderie pour des usages que nous définirons.
