III. — Marche de Voperation

A. — Nécessite de réaliser une haute température. — Les difficultés signalées dans l'application du procédé peuvent se rapporter tant aux conditions matérielles d'installation qu'au procédé en lui-même. II faut, en effet, réaliser dans l'allure déphosphorante une très haute température, les laitiers très calcaires que Ton est amené à produire étant beaucoup moins fusibles que les scories du procédé acide. Il est donc indispensable de munir les fours basiques de régénérateurs relativement volumineux et de les alimenter au moyen de gazogènes capables d'assurer une production suffisamment active d'un gaz riche en éléments combustibles.

B. — Variantes de travail. — Le travail sur sole basique ou neutre peut se subdiviser en deux variantes principales suivant que l'on a recours 'ou non à des additions d'oxydes de fer.

Si l'on n'emploie pas de semblables additions l'action oxydante est exercée exclusivement par l'atmosphère du four, aussi cette formule de travail n'est-elle usitée d'ordinaire que dans les usines où Ton dispose d'une proportion de riblons relativement importante et où, par suite, l'affinage du bain peut être conduit rapidement ; le travail à l'oxyde de fer ou au minerai convient, au contraire, au traitement de charges où la fonte prédomine et quand la quantité de riblons dont on dispose est insuffisante.

On peut ajouter que, pour faciliter l'oxydation du phosphore et hâter son élimination, l'addition d'oxyde de fer ou de minerai paraît s'imposer en allure déphosphorante. Nous ne nous occuperons que de ce dernier cas,le traitement de minerais non phosphoreux sur sole basique ou neutre étant identique au procédé acide à cela près que le métal

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obtenu sera plus doux, à cause de Tabsence presque complète du silicium.

Quand le four est prêt à recevoir la charge on distribue sur le pourtour de la sole les deux tiers environ du poids total de la castine, on introduit ensuite les gueusets de fonte parmi lesquels on jette le restant de la castine et quelquefois une partie du minerai mêlés ensemble. Si on se sert d'oxyde de fer on l'emprunte de préférence à un minerai artificiel préparé en soumettant à une fusion un tas de scories de puddlage et de réchauffage dans le but d'en séparer la presque totalité de la silice.

Une fois la fusion obtenue, c'est-à-dire quatre heures environ après la fin du chargement, on attend que le laitier ne soit plus surnagé par des fragments solides agglomérés de minerai et de chaux, qu'il soit uniformément fluide pour ajouter par pelletées successives le restant du minerai accompagné d'une certaine proportion de chaux cuite.

On ajoute quelquefois des briquettes de chaux et de minerai de fer fortement comprimées. On évite ainsi, d'une part, l'entraînement des poussières de minerai dans les chambres de récupération et Ton protège, d'autre part, les parois du four contre l'attaque de l'oxyde de fer.

Nous ne reviendrons pas sur l'ordre de l'élimination des métaux et métalloïdes dans l'affinage ; comme au Bessemer basique, le phosphore brûle avant le carbone mais, dans le MarliUj les laitiers surchargés de phosphate quadribasique de chaux sont très fluides, la chaleur fournie au bain n'étant plus due à une combustion intermoléculaire mais provenant d'une source étrangère à l'appareil d'élaboration. Pour empêcher ces laitiers basiques de restituer au bain, comme dans le procédé ThomaSy tout le phosphore qu'ils contiennent par suite de l'action réductrice exercée par l'oxyde de carbone lors de la décarburation, il est nécessaire de décrasser le bain en les enlevant avec un crochet.

Ce n'est guère qu'une demi-heure ou une heure après la fusion complète de la charge, quand aucune matière solide ne reste plus attachée à la sole, que l'aspect du laitier change à mesure que la chaux s'y incorpore.

L'ouvrier doit constater qu'aucune matière solide ne reste adhérente à la sole en donnant dans le bain un ou deux coups de ringard ; il doit aussi examiner la texture physique du laitier qui reste collé à l'outil.

La difficulté est d'obtenir un laitier suffisamment chargé en chaux et pauvre en oxyde de fer. Si le laitier est noir et spongieux, c'est qu'il

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y a insuffisance de chaux dans le bain ; on en ajoute iOO à 200 kilos. Si Téchantillon qui adhère au ringard présente une cassure compacte de couleur gris foncé, soit une cassure pierreuse, il paraît acquis que la chaux incorporée au laitier y est en quantité suffisante pour la formation du phosphate quadribasique.

On peut alors préparer l'évacuation de ce laitier, soit le décrassage.

Pour faciliter cette opération, toujours très pénible, un des moyens les plus pratiques consiste à jeter dans le bain du minerai cru carbonate en gros blocs. Il se produit une vive ébullition causée par l'eau et l'acide carbonique qui se dégagent du minerai pendant sa fusion dans la scorie et celle-ci dégorge alors abondamment par son orifice de coulée.

On procède ensuite aux additions finales comme on l'a expliqué antérieurement.

Laitier ultra-basique abondant, puis décrassage à une. phase bien déterminée de l'opération, telles sont les deux conditions de réussite de la fabrication sur sole basique ou neutre. Il ne faut pas omettre d'y adjoindre une condition physique qui n'est pas moins importante, à savoir : la production d^une haute température.

Si ces conditions sont réalisées, même avec un dosage primitif très phosphoreux, l'acier fondu pourra n'avoir que des traces de phosphore si le laitier contient toutefois moins de 20 à 25 0/0 de silice.

G. — Sur Uéliminatifln du soufre. — M. Harbord fit paraître, en 1886, dans le journal de VIron and Steel le résultat de ses expériences sur l'élimination du soufre au four Martin basique.

D'après les analyses faites par cet Ingénieur aux diverses phases d'une opération sur sole, il semble que l'élimination de ce métalloïde soit continue : en travaillant à chaud le métal définitif on n'a pas constaté qu'il fût rouverain, bien que la teneur en S des fontes successivement traitées ait été assez importante. Les indications données par M. Harbord ne font malheureusement pas ressortir comment le soufre s'élimine, aucun dosage de ce métalloïde dans les scories n'ayant été effectué.

D'après M. Hilgenstock (Stahl und Eisen, 1887) la proportion du soufre contenu dans le bain initial diminue pendant la période de fusion pour augmenter ensuite jusqu'à la fin. C'est le contraire de ce qu'avait constaté M. Harbo7'dy et cependant, on ne peut suspecter ici l'exactitude

des analyses, car on constate une variation exactement inverse dans les teneurs en soufre du bain métallique et de la scorie. Il semble évident que la scorie restitue progressivement du soufre au métal à mesure que la proportion du carbone diminue dans celui-ci et qu'elle se peroxyde elle-même.

En résumé, Faction oxydante énergique qu'on doit développer pour obtenir la déphosphoration complète de la fonte arrête cette élimination : en marche acide^du reste, il paraît aujourd'hui acquis qu'on ne peut guère mieux expulser le soufre.

D'un autre côté, les gaz des gazogènes arrivent aux fours chargés de poussières de sulfure de fer, de SO* et d'HS. Certains métallurgistes prétendent qu'il ne serait pas impossible qu'une certaine quantité de ces corps se dissociât aux hautes températures des fours basiques en augmentant encore la quantité de soufre restant dans le métal. Il importe toutefois d'ajouter que, dans la pratique, la plus grande partie des poussières et de l'acide sulfureux passe à la cheminée sans avoir pu toucher le bain métallique et sa scorie.

D. — Nature des produits obtenus. — Les produits obtenus au four Martin basique ou neutre sont caractérisés par une grande pureté. Ainsi qu'il a été dit lors de l'étude du procédé Thomas^ il est relativement facile d'obtenir des métaux extra-doux.

La paroi n'étant pas siliceuse on peut éliminer presque complètement le silicium et pousser très loin l'affinage, grâce à la haute température développée.

A égalité de teneur en carbone, le métal obtenu sur sole neutre paraît présenter une plus grande résistance que celui obtenu sur sole basique, soit à la rupture partraction, soità la rupture parflexion, tout en conservant la même ductilité.

On attribue ces propriétés spéciales à une légère incorporation dans le métal du chrome entrant dans le revêtement.

La production d'un métal dur présente, du reste, une certaine difficulté: car il faut, par des adjonctions convenables, réintroduire les doses de C et de Mn sans réincorporer Ph. Un second décrassage plus complet devient nécessaire et souvent même, pour éviter plus encore l'influence réductrice sur le peu de laitiers qui restent, il faudra n'ajouter les matières recarburantes que dans la poche de coulée.

Pour certaines usines, la sole basique n'a d'autre but que d'enlever

3o4 MRTAi.r.rnoiE nu fkr

les quelques dix-millièmes de Ph qui existent même dans les fontes produites avec les minerais d'Afrique ou d'Espagne et qui suffisent pour empêcher la réalisation de certaines conditions d'essais ; pour d'autres, la sole basique permet de transformer en acier extra-doux et en fer soudable les fontes les plus phosphoreuses.

E. — Des fours à sole mobile. — Au lieu de se faire dans un four fixe l'affinage pourra s'effectuer dans un Jour à sole mobile, au four Pernoi

Fig. 162. — Four rotatif de fusion cl d'affinage, système Pernot.

notamment. L'appareil est absolument analogue à celui qui est employé pour le puddiagp, mais il est muni des régénérateurs Siemens.

C'est surtout avec le revêtement basique qu'on pourra avoir intérêt à employer le four Pernot, car il favorise l'action oxydante nécessaire pour la complète élimination du phosphore. En outre, il ne nécessite aucun joint délicat, la sole basique mobile étant séparée par une lame d*air de la votlte siliceuse fixe. Cependant l'entretien fort onéreux d'un

FABRICATION DBS FEBS ET ACIEBS FONDUS 3S5

pareil four le fait abandonner en France dans beaucoup d'usines , il ne paraît pas en être de même à l'étranger, en Amérique notamment (!)•

Article 5. — Des additions faites en vue d'un but spécial

L'échelle des aciers au carbone devint bientôt insuffisante pour les divers desiderata des métallurgistes : on remarqua que Tintroduction à côté du carbone de corps existant ou n'existant pas préalablement dans les fontes d'affinage,procuraitaux aciers des propriétés précieuses. Dès lors, apparurent ce qu'on a appelé les aciers spéciaux ; les uns conservant encore les propriétés caractéristiques dues au carbone amoin-, dries ou modifiées dans un rapport que l'expérience fit connaître, les autres riches surtout en ces éléments étrangers et ne conservant souvent en carbone que ce qu'on n'avait pu leur enlever en affinant les fontes initiales.