SCORIES
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fer, mais elles ne produisent jamais moins de 0^40 de foule à l'essai.
(2) Scorie dite laitier clair de la g roue forge de Guirigny (département de la Nièvre).
(5) Scorie dite laitier clair delà groêêe forge de Afessargea (département de rAiiier).
(4) Scorie dite laitier clair de la groise forge de FreUeval (département de Loir-et-Cher).
(ô) Scorie dite laitier clair des grosses forges de Framoni (département des Vosges).
(6) Scorie prorenant de Taffinage de la fonte du fourneau de Piuos , à la forge d'Ichou (département des Lnndes) ; furmée de la réunion confuse de cristaux assez gros, facilement mesurables, et dont la forme se rapporte exactement à celle du péridot. Sa composition s'accorde aussi avec la formule de ce minéral.
(7) Scorie d'affinage de Skebo en Suède. (M. Sefsirom.) C'pst la plus riche que Ton ait obtenue , et par conséquent la plus propre à servir dans Taffinage.
(8) Scorie d'affinage de Suède , cristallisée sous la forme du piroxène. (M. Hlitscherlich.)
(9) (10) Scories d'affinage delà fonte phosphoreuse de Tor^ $elow, en Poméranie. (M. Karsten.) -^ (9) Dite crue. p. s. 8,94 ; — (10) dite riche ^ p, s. 3,88 ; mal fondue et poreuse.
(1 1) (12) Scories obtenues à Pertz en Neumark dans une opération que l'on a faite pour essai en ajoutant à la fonte phosphoreuse dePertznn douzième de son poids de potasse deRu.^sie, et un quinziémede chaux calcinée. L'allure du travail était sèche, et le fer qui en est résulté était cassant à chaud et à froid. — (11) Crue , bien fondue j — (12) riche, assez bien fondue.
Scories provenant de V affinage à la houille.
Dudley.
FIrmy.
lai..
Skobo.
Couvain
BsMe-
Indre.
et)
Silice . . .
Protox. de ter — de mang. .
, Chaux. . .
Magnésie. .
Alumine. . .
Acide pbosph.
ôbiô
Fonte à l'essai
l.OCO 0.505
(1) Scorie de finerie de Dudley^ près de Birmingham, la grande quantité d*acide phosphorique qu*ellecoDtieDl prouve que fa plun grande partie du phosphore que renFemie la fonte 6*acidifie pendant Taffinage.
(2) Scorie de finerie de Firmy (département de l 'A veyron), provenant de Taffinage de la fonte sans addition. On a trouvé qu'on diminuait considérablement le déchet de la fonte en introduisant dans le fourneau une certaine quantité de calcaire ferrugineux ; alors les scories contiennent 0,244 de silice ^ 0,070 à 0,080 de chaux , manganèse, elc, et 0,650 de protoxide de fer.
(S) Scorie de puddlage de Dowlais , près de Mertyr- Tidwil (pays de Galles) ; compacte , noîre-grîsàtre ; poussière olivâtre.
(4) Scorie de chaufferie de Dowlais ; entièrement cristalline, composée de grandes lames éclatantes entre- croisées, d*un gris-noirâtre ; poussière gris-olivâtre.
(5) Scorie de puddlage de Skebo en Suède , obtenue dans un essai de puddlage qui a été fait avec la fonte grise de Norberg. L'opération a été longue , et la scorie est restée très- pâteuse. (M. Sefstrom).
(6j Scorie de puddlage de Couvain (Pays-Bas) , provenant d'une opération dons laquelle on avait fait la brasque en chaux. Cette scorie était bien coulante.
(7) Scorie qui coule, pendant le puddlage, entre les plaques de foute qui forment la sole des fours à réverbère à la Basse-Indre , près de Nantc s. Elle est stalactiforme. La silice contient les deux cinquièmes de Toxigène des bases.
ARTICLE IV. — Batiitures et produits divers.
A. battitures, — M. Mosander a observé que les batiitures sont toujours composées de deux couches distinctes. La couche supérieure ressemble à une matière fondue; elle est un peu poreuse , d'un gris de fer tirant un peu sur le rouge, avec un léger éclat métallique. Sa poussière est d*nn gris -noir ; elle est très- fortement magnétique. La couche intérieure est très-poreuse , d'un gris- noir métallique. Elle est plus dure , moins cassante et moins fortement magnétique que la couche extérieure. M. Mosander a analysé les deux couches A ei B provenant d^un même morceau , des écailles minces C détachées de la surface extérieure de la couche extérieure et des écailles D détachées de la surface intérieure de la couche intérieure ; il a eu les résultais suivants :
BATTITURBS. S69
Protoxidedcfer. 0,650 — 0,734 — 0,-468 — 0,726 Per-oiide de fer. 0,347 — 0,256 — 0,538 - 0,264 Silice. . . . 0,003 — 0,011 — 0,004 — 0,010
Fer métallique. 0,743 — 0,744 — 0,728 — 0,743 Oxigène. . . 0,258 - 0,245 — 0,298 - 0,246
et il eo conclut qu'indépendainineni des silicates qu'elles contiennent, elles sont composées de 1 atome de protoxide de Fer et 3 atomes de per-oxide. L'analyse que nous avions faite antérieureoieDl sur un morceau de battiture trés^mince et non divisible nous avait conduit à la regarder comme composée de l atome de protoxide et 2 atomes de peroiide.
B. Silice radiée, titane cubique, — Quand on démolit la chemise des hauts-fourneaux , on trouve souvent au f%>nd ou dans les angles du creuset des amas de laitier et de fer qui sont remplis de nodules ou de veinules d'une substance conerétionnée et radiée , tendre , légère et du plus beau blanc-soyeux , et des cristaux cubiques très-petits , mais doués d'un grand éclat et d*un beau rouge de cuivre. La substance blanche est de la silice pure : les anciens métallurgistes la désignaient sons le nom d*a'/itan/e de$ fourneaux. Les cubes sont du titane métallique absolument pur. Les anciens les prenaient pour de la pyrite , mais M. Wollaston a fait connaître leur nature.
C. Cadmie zincifère. — Quand on Fond des minerais 2tfsciftreê^ on ne trouve de zinc ni dans la fonte ni dans les laitiers : ce métal se volatilise en totalité; mais arrivé à une certaine hauteur dans le fourneau , il s'oxidede nouveau et se dépose sur les parois en forme de couronne : c*esl ce que Ton nomme de la cadmie,
L. Efflor&teenceê alcalines, ^ On a recherché plusieurs fois si les laitiers contenaient une portion de Talcali que renferment les cendres des combustibles ; mais on n'en a jamais trouvé que des traces. Il n'y a pas non plus de métal alcalin dans la fonte. Les alcalis sont donc volatilisés en totalité ; effectivement l'on observe souvent des efflorescences salines au dessus de l'ouverture de la coulée , et à l'orifice du gueulard. Dans les fourneaux de Mertyr-Tidwil ces efflorescences sont assez abondantes pour que les ouvriers prennent la peine de les recueillir ; ils s'en servent pour taire leur lessive. Ces eiBorescences se composent d'une matière scoriacée, noire , enduite d'une substance blanche très-déliquescente. La substance déliquescente a été trouvée composée de :
a70 rea.
Carb4>nat« de poUsse. . 0,63 ( - ^^ Sulfate de potasse. . . 0,37 \ ''^" et la oïdlière scoriacée de :
Silice 0^S48
Protoxide de fer. . 0,260
Alumine 0,040
Potasse 0,205
Laitier mélangé. . 0,100
Il est probable qu'une partie de raloab'se combine d abord dans les laitiers^ mais qu'à mesure qtie ceux-ci passent devant la tuyère , il s*en sépare par volatilisation, et s*échappe par toutes les ouvertures. On conçoit que cet alcali en vapeur doit attaquer fortement toutes les substances siliceuses qu'il touche : de là vient qu'il se trouve en partie à l'état de silicate dans les efflorescences.
SECTION IV
Moyens d'essai.
ASTicLB PBBHiEB. — Généraliièê,
Parmi les substances ferrugineuses , on ne soumet ordinairement aux essais de la voie êècke que celles dan» lesquelles il est possible de doser le fer rigoureusement , ou du moins très-approximativement par ce moyen. Dans touies ces substances le fer est à l'état d'oxide : ce sont ^ P les minéraux qui sont employés en grand pour en extraire le fer, et qui sont , à cause de cela , qualifiés de minenis ; â" les carbonates et les silicates divers qui ne contiennent ni plomb ni cuivre; et 3** un certain nombre de produits d'arts. Mais nous nous occuperons en outre de quelques minéraux qui renferment , outre l'uxide de fér, du chrome, du tungstène , du tantale , etc.
MineraU* — Voici quels sont les minerais de fer , avec l'indication des substances qu'ils contiennent en combinaison ou en mélange intime, et de leurs gangues habituelles.
1^ Le/er oxidè magnétique. Il est souvent pur ; mais il contient quelquefois une quantité notable d'oxide de titane* Ses gangues sont le quarz , les roches stéatiteuses et le gneiss.
'l^ Le fer oxidè magnétique titane. Il contient en combinaison de Toxide de titane et du protoxide de manganèse. Ses gangues sont les mêmes que celles do fer oxidé magné-
HOY BNS O ESSAI. 971
lîqoe , et en outre des roches basaltiques et des sables qui contiennent des gemmes , et un grand nombre de pierres diverses.
3® Le feroligkte. Il esl toujours pur. Ses gangues sont les mêmes que celles du fer oxidé magnétique.
4^ La franklinite. Elle contient en combinaison de l*oxide de zinc et du deuloxide de manganèse. Ses gangues sont le quarz, le grenat , etc., et les roches primitives.
5* Le fer oxidé et le fer hydraté , compactée ou fiémcUites. Ils peuvent contenir du deutoxide ou du per-oxide de manganèfte,de Tacide phospborique et de Tacide arsénique. Leurs gangues sont le quarz , les roches primitives, les calcaires argileux , les argiles sableuses*
6*^ Le fer oxidé et le fer oxidé Kydraté , souvent oolitiqiies, deê terrains calcaireê. Ils peuvent contenir du deutoxide et du per-oxide de manganèse , de Faoide phospborique , de I argile, du carbonate et du silicate de fer, du carbonate et du silicate de zinc. Leur gangue est le calcaire oolilique pur ou le calcaire compacte argileux.
7o Le fer oxidé et le/er Rydraté^ dits d^alluvion , qui sont très-fréquemment oolitiques. Ils peuvent contenir du deutoxide et du per-oxide de manganèse , de Tacide phosphoriqne, de Targile , des silicates de fer magnétiques , du fer titane et de Thydrate d'alumine. Leurs gangues sont les argiles sableuses et le quarz.
B* Le fer carbonate apathique. 11 peut contenir du carbuoate de manganèse et du carbonate de magnésie ; quelquefois , mais rarement , du carbonate de chaux : il ne reoferme jamais d'acide phospborique ni d'acide arsénique. Sesgangues sont le quarz, les gneiss, les roches talqneuses.
9" le fer carbonate compacte. Il peut contenir du carbonate de manganèse , du carbonate de magnésie , du carbonate de chaux , de l'acide phosphorîque , de l'argile , du bitume. Ses gangues sont les grès bouillers , les argiles schisteuses , la houille , et les calcaires compactes et argileux.
10° Les grenats. Outre la silice , ils peuvent contenir de l« chaux , de la magnésie , de l'oxide de manganèse et de l'alumine. Ils ont pour gangue des roches primitives.
1 1** La chamoisite et les alumino-silicates analogues. Outre }a silice et ralnmine, ils peuvent contenir de la chaux , de Is magnésie et un alcali. Leurs gangues sont les roches prinaitive» et les calcaires argileux.
Carbonates et silicates multiples, — On trouve dans la nature une variété infinie de carbonates à base de chaux , ^e magnésie^ de manganèse et de fer. Les silicates des tnéoies bases sont encore plus variés , et en outre il y a des
'i73 FER.
silicates qui oonlionnent du fer et d'autres bases que celles que nous venons de nommer. (F', section 2*.)
Produit» d'arts, — Les produits d'arts sont ceux dont nous avons fait connaître la composition (section 3«), savoir: 1** les laitiers , qui ne contiennent que fort peu de fier ; 2^ les scories de forges catalanes et les scories d'affinage de tontes sortes , qui sont toutes au contraire fort riches ; et 8° les battit ures , qui sont de Toxide de fer presque pur, — On peut assimiler aux scories de forge , d*après leur composition, certaines scories de fourneaux ir manche, dans lesquels on traite des minerais de cuivre , de plomb et d'étain.
Fourneaux, — les essais de for exigent une température d*environ 14(1^ à 160" p. On ne peut les effectuer^ dans les laboratoires, que dans un fourneau â vent tirant bien , ou dans une forge munie d'un fort soufflet. Quand on peut disposer d'un four à porcelaine , on peut s'en servir ^ et cela est très- commode , en ayant soin de placer les creuseu près desalandicrs, dans l'endroit où la chaleur est la plus forte. On bouche ces creusets avec un très-grand soin , et on les enfonce dans une couche de sable de â à 3 centimètres d'cpnisseur , sans les élever sur des fromages.
Classification, — Pour qu'un essai réussisse , il faut nonseulement que le fer puisse se fondre , mais encore que toutes les substances avec lesquelles il se trouve mélangé ou combiné puissent elles-mêmes former entre elles une combinaison fusible. Cette dernière condition exige le plus souvent que l'on ajoute un flux à la matière ferrugineuse dont on a é faire Fessai. La nature du flux que l'on doit employer dépend de la nature de la matière qu'il faut fondre. Sous ce rapport , on peut partager toutes les matières ferrugineuses en cina classes , comme il suit :
I'* CLASSi. - Matières ferrugineuses presque pures :îeT oxidé magnétique , fer oligiste , fer oxidé et fer oxidë hydrate compactes ou hématites , battitures.
Il* CLASSE. — Matières ferrugineuses tnêiées de quars , et qui ne contiennent point ou presque point d'autres substances : fer oxidé magnétique .^ fer oligiste , fer oxidé et hydraté compactes ou hématites; quelques minerais d'alluvion.
LU" CLASSi. — Matières ferrugineuses contenant de la silice et diverses bases , mais ne renfermant point ou presque point de eâaus : la plupart des minerais oxidés et hydratés, dits d'alluvion, et la plupart des minerais carbonates compactes, qui sont les uns et les autres mêlés d'argile ; les rainerais oxidés et hydratés, qui ont pour gangue des roches primitives ; les fers spathiques mêlés de quarz , et qui renferment toujours de la magnésie ou de Foxide de manganèse ;
quelques grenaU , les «cories d'affinage , el la plupart dea seories ferrugineuses qui proviennent du trailement de% minerais de cuivre ^ de plomb et d etain.
IV* CLASSB. — Matièret ferrugineuses qui contiennent une ou plusieurs bases ^ telles que chaux , magnésie ^ alumine ^ oxide de manganèse ^ oxide de titane , de tantale , de chrome ou de tungstène , mata qui ne renferment pas , ou qui ne renferment que très-peu de silice. — Les minerais uxidés et hydrates pauvres , de la formation du calcaire oolitiqae. qui sont toujours mêlés d*une grande quantité de carbonate de chaux ; quelques variétés de fer carbonate compacte qui sont dans le même cas ; les fers spathiques sans gangue ^ qui contiennent toujours de la magnésie ou du manganèse ; quelques variétés de fer oxidé et hydraté dalluvion , qui ont pour gangue de l'hydrate d'alumine ; le minerai de Saint-Brieux , qui est très-alumineux ; le fer titane, qui contient de l'oxide de titane et un peu d'oxide de manganèse; le fer chromé, qui contient de l'oxide de chrome et de l'alumine; le wolfram, qui contient de l'acide tnngstique et de l'oxide de manganèse ; et les tantalites , qui contiennent de l'acide lantalique et de l'oxide de manganèse.
V' CU.8SB. — Matières ferrugineuses qui contiennent de la siiiee, delà cRaux et une autre base, et qui sont fusibles par elles-mêmes ^ plusieurs minerais oxidés et hydratés des terrains calcaires : la chamoisite , quelques grenats , la plupart des scories provenant des forges à la catalane ^ les laitiers des hauts-fourneaux et des fourncaui à la Wilkinsoo^ et quelques scories qui proviennent du traitement des minerais de cuivre , de plomb et d'étain.
Moded*opérer ordinaire, — Avant d'indiquer les divers flux qu'on peut employer pour chacune de ces classes , nous allons décrire la manière de faire les essais de fer en général , et faire connaître toutes les conséquences utiles qu'on peut tirer du résultat de ces essais.
Pour essayer les matières ferrugineuses on peut se servir de creusets nus , en terre ou en plombagine , ou de creusets brasqués de charbon. La fonte n'adhère pas aux creusets de terre ; mais les scories y adhèrent fortement , et il n'est pas possible de les peser. Dans les creusets de plombagine la fonte n'adhère jamais , et les scories s'en détachent presque toujours d'une manière nette , en sorte qu'on peut souvent en prendre le poids ; mais comme pendant la fusion elles dissolvent une partie de la matière argileuse du creuset, la détermination de ce poids devient tout-à-fail inutile. Lorsqu'on opère dans des creusets nus , il faut nécessairement ajouter à la matière ferrugineuse une certaine quantité de charbon pour réduire l'oxide de fer , et il faut en ajouter
274 PBR.
un excès, parce que Tair qui pénètre dans les creusets en hrûle une partie ; mais si Ton en met trop , ce qui reste quand Fessai est termine se dissémine dans la matière fondue , et empêche la fonle de se réunir en un seul culot. Les creusets nus ne résistent d'ailleurs pas aussi bien au feu que les creusets brasqués, parce que la brasque soutient les parois au monieul où elles se ramollissent, l^a brasque dispense d'ailleurs d'ajouter au(uin réactif à la matière ferrugineuse ; elle permot de recueillir et de peser aver; exactitude le culot eiUier . parce qu'il ne contracte aucune adhérence avec le charbon, et enfin elle empêche qu'auciute substance *'trang;èro ne s'introduise dans la scorie , qui ne se compose par conséquent que des matières qui étaient mêlées avec de l'oxide de fer, et du flux que l'on a pu ajouter. Il convient donc en g^énéral de ne se servir que de creusets brasquéb pour les essais de fer. {^oy, ce qui a été dit a ce sujet T. I.)
Après que la matière ferrugineuse a été pilée et passée au tamis de soie, on en prend un poids détermine^ que Ton met sur une feuille de papier verni ou dans une petite capsule de porcelaine ou de verre ; on pèse ensuite le flux, et on le mélange très- exactement avec la matière ferrugineuse à Taide d'une spatule. On introduit le tout dans le creuset, en faisant en sorte qu'aucune poussière ne s'échappe dans l'air ; on tasse la matière avec un pilon d'agate ou de porcelaine, et l'on unit bien sa surface, que l'on rend un peu convexe ; on fait tomber au fond du creuset les particules qui peuvent s'être arrêtées sur les parois, à l'aide d'une spatule ou d'une barbe de plume, et l'on remplit enfin le creuset avec de la brasque tassée par couches successives. On le place alors sur un fromage, on y adapte un couvercle, et on l'introduit aussitôt dans le fourneau. [P'oj/. T. I.)
On laisse le feu s'allumer de lui-même pendant une heure; on donne graduellement le vent pendant une heure à cinq quarts d'heure ; on relire les creusets ; on les laisse refroidir ;on les casse et Ton en retire les culots, {^oy. T. l.)
On pèse le culot entier; ensuite , en frappant légèrement <lessus, on en détache aisément le rnlot de fonte ; mais presque toujours la scorie , même lorsqu'elle est parfaitement fondue , présente à sa surface des grenailles de fonte qui sont souvent en très-grand nombie , et dont on ne peut d'ailleurs jamais négliger le poids. U est très facile de recueillir CCS grenailles ; pour cela on concasse grossièrement la scorie , on trie les morceaux qui ne contiennent pas de grenailles ; on réduit le reste en poudre , ut en promenant un barre^tu aimanté dans cette poudre, on en extrait tous les grains de fonte ; 4m les réunit au culot ; on pèse, et en re-
MOYRINS D ESSAI. 2io
iranchant le poids de celui-ci du ccilot total , on a le poids exact de la scorie par différence.
Dans le procès-verbal dVssai que l'on doit toujours rédiger, il faut noter avec soin Taspecl du culot lotal , et décrire séparément les caractères de la scorie et de la foule, parce que cela donne des indices sur la nature des substances contenues dans la matière ferrujjineuse soumise à Tcssai. On doit examiner si la scorie est compacte ou bulleuse; vitreuse , émaillcc ou pierretise ; transparente , translucide ou opaque ; si elle présente des indices de cristallisation ; quelle est sa couleur par réflexion ou par réfraction dans les éclats minces , ou si elle présente des nuances de couleur qui indiquent qu'elle n*est pas homogène. — Quant à la fonte, il faut la casser pour reconnaître sa ténacité et pour examiner son grain : souvent cela est fort difficile : on y parvient toujours cependant en enveloppant le culot dans une feuille de tôle ou de fer-blanc, en le plaçint sur une enclume 7 et frappant dessus à grands coups de marteau. Les fontes de très-bonne qualité s'aplatissent toujours un peu avant de se rompre ; elles sont grises ou d'un blancgrisâtre,ct a grains fins ou moyens. Les très- mauvaises fontes se cassent facilement et sans changer de forme ; il y en a même que l'on peut pulvériser ; elles sont tres-cristaliines à la surface, blanches, lanmlleuses , et souvent remplies de cavités tapissées de cristaux. Mais entre ces deux extrêmes il y a une multitude de qualités diverses sur lesquelles les caractères extérieurs ne donnent que des indices plus ou moins probables.
Mode d^ opérer analytique. — Quand on se contente , pour faire un essai , de procéder de la manière qui vient d'être décrite, on n'a aucun moyen de s'assurer qu'il n'a pas été fait de perte accidentelle^ et l'on ne peut compter -sur iexactitude du résultat que lorsqu'on l'i vérifié par un second essai semblable. tVlais l'on peut , en faisant subir à la matière ferrugineuse quelques opérations très-simples avant de la fondre , se dispenser de fuire l'essai en double ,et en outre obtenir sur la nature de la matière des connaissances essentielles , et tellement précises qu'elles équivalent presqu*à une analyse par la voie humide. Ces opérations so réduisent à une calcination ou un grillage pour chasser les substances V(datîles ou combustibles , et à un traitement par les acides pour doser les matières insolubles , et ^ par différence , celles qui se dissolvent. — On calcine les hydrates pour doser l'eau et tous les rainerais qui contiennent des oxides de manganèse pour ramener ce métal à lëtat d'oxide rouge , qui est fixe et connu. — On calcine et Ton grille les carbonates, et les minerais qui, comme
ffQ FBK.
ceux qui provienDent des terrains houillers , sont mêlés de malières combustibles. On grille aussi les scories et les laitiers qui sont mélangés de débris de charbon. La simple calcina tion suffît pour décomposer les carbonates , mais le résidu contient du protoxide et du per-ozide dans un rapport inconnu et probablement variable , et le grillage est nécessaire pour amener la totalité du fer à l'état de peroxide.
On traite par l'acide acétique ou par l'acide nitrique étendu , et à froid , les minerais qui ont pour gangue dn calcaire pur ou mngnésien. Ces acides dissolvent les deux carbonates terreux sans attaquer Targile ^ les pierres , ni les oxides de fer. Après avoir bien lavé le résidu on le dessèche, on le pèse, et Ton calcule la proportion des carbonates dissous par différence.
On traite par Tacide muriatique bouillant, ou , ce qui est préférable encore, par Teau régale^ les minerais qui oontienncnt des substances insolubles dans les acides : ces substances sont le plus souvent duqoarzet de l'argile. On les dose, et l'on détermine d'après leur poids la proportion de fondant à ajouter pour faire IV.^sai , comme on le verra plus loin. 11 faut remarquer que les argiles ne sont pas absolument inattaquables par l'acide muriatique ^ et que cet acide lenr enlève toujours une certaine quantité d'alumine; quantité d'autant plus grande que Targile renferme une plus forte proportion de cette terre. On fait bouillir les minerais titanes dans l'acidu sulfurique concentré , après les avoir bien porphyrisés ; \u\r ce moyen on dissout le fer, le titane et le manganèse ; et les gangues pierreuses, qui résistent presque toutes à ractîoii de cet acide, peuvent être ainsi dosées. On verra plus tard quelle est l'utilité de ce dosage.
Quand toutes celles de ces opérations qui sont nécessaires pour chaque cas particulier ont été faites , on connaît la proportion des substances volatiles , des substances soinbles dans l'acide acétique^ et des substances insolubles dans l'acide muriatique et dans l'acide sulfurique que contient la matière à essayer. On y ajoute le fondant convenable, et l'on procède à la fusion. Ordinairement on a le choix entre plusieurs fondants; mais si l'on veut avoir le moyen de véri- Ger rexaetilude de fessai , et si l'on veut d'ailleurs on tirer tout le parti possible , il est indispensable d*employer un flux fixe , ou qui contienne une proportion rigoureusement déterminable de substances volatiles. Dans ce dernier cas Ton recherche celte proportion avec tout le soin possible, en soumettant le flux à une forte calcination ; c'est ce que l'on doit faire, par exemple, quand on se sert de carbonate de chaux pur ou mélangé de carbonate de magnésie.
MOYEllS d'essai. 377
SoieBt mainleoant , A le poids de la matière ferrugineuse noD calcina ou crue , B le poids de la même matière calcinée, C le poids des fondants C C'\ etc., cruê , D le poids des mêmes fondants calcinés, P le poids de la matière insoluble dans Taeide muriatiqnc ou dans Facide sulfnrique , R Je poids des matières fixes solubles dans Tacide acétique; poids que Ton calcule aisément lorsqu^on connaît la perte ({a'éprooTe par la calcination la matière ferrugineuse non traitée par les acides, et le résidu du traitement de cette matière par Tacide acétique ; M le poids du culot de Fonte et des grenailles , S le poids de la scorie ; O la perte de poids dios fessai , qui représente la quantité d'oxigène dégagée par la rédoction.Yoici comment on doit disposer toutes ces données pour qu'on puisse d'un coup d'œil saisir tous les résultats utiles de l'essai.
Oo a soumis à l'essai ^
 minerai cru s= minerai calciné B
On a ajouté G fondants crus = matières fixes. . D
Total des matières fixes. . D -f- D ^°'"'^^"" l^^^^^ * ' ; ? ! ToUl. . M +S
Perte. 0
Fondants ajoutés D
Matières vitrifiables S— D
Matières insolubles dans l'acide muriatique, ctc T
Matières solubles dans l'acide muriatique, etc S-D— T
Matières solubles dans l'acide acétique R
Matières insolubles dans l'acide acétique et solubles dans l'acide muriatique S— D — T — R
Lorsque le fer contenu dans la matière à essayer est à un degré connu d'oxidation^ et que cette matière ne renferme qu'une très-petite quantité de manganèse , la quantité d'oxigène O doit correspondre ii très-peu près à la quantité de fonte M , et si cela a lieu Ton est assuré que l*cssai est exact. H ne faut pourtant pas s'attendre à une correspondance rigoureuse , parce que la fonte n'est pas du fer pur ^ H qu'elle contient toujours du cliarbon : aussi tronve-t-on que dans les essais ordinaires le per-oxide de fer ne perd que 0,S9 à 0,S0 d'oxigène. D'un antre c<^té cependant la quantité d'oxide de fer qui reste dans les scories compense
en partie le carbone combiné dans la fonte ; mais quand l'essai a clc fait avec un fondant convenable^ )a quantité d*oiide est fort petite , et ne s^ëlève guère qu'au centième du poids de la scorie. Quand le fer n*est pas à un degré connu d*oxidation, la perte 0 produite dans Tessai fait coonailre ce degré , si d'ailleurs I essai a été fait s«ii)S accident; mais s*il y avait quelque doute , ou si Ton attachait une grande importance au résultat , il faudrait recommencer Tessai , pour vérification.
Quand la matière ferrugineuse renferme du manganèse, si ce métal y est à fétut de proloxide , comme dans la plupari des produits d'art , les vérifications que nous venons d'indiquer peuvent encore se faire sans modification , parce que le manganèse dissous dans les scories s'y trouve aussi au minimum d*oxidation , et qu'en employant une proportion de flux suffisante il ne se réduit qu'une quantité insignifiante de i'C métal. Mais quand le manganèse esta Télat d*oxide rouge il abandonne une certaine quantité d'oxigène en revenant au minimum d'oxidation , et cette quantité se trouve comprise dans la perte 0 ; alors on ne peut pas faire de vérification rigoureuse. Néanmoins la différence entre la perte 0 et la quantité d'oxigène calculée d'après le poids de la fonte ne ]>eul jamais être très-grande, parce que Tttiide rouge de manganèse ne perd que 0,068 d'oxigène pour se changer en pruloxide.
L'acide titanique se comporte dans les essais de fer absolument comme les oxides de mah(>anè8e , il ne s*cn dégage que 0^00 tout au pins d'oxigène lorsqu*il se dissout au contact du charbon dans les verres terreux.
Il peut arriver qu'un essai ne fonde pas ou ne fonde qu'imparfailement par deux causes : 1" parce que la cImleur n'a pas été assez forte ou assez longtemps prolongée ; 2" parce que les flux n'avaient pas été employés en proportion convenable, ou n'étaient pas de nature à fonnerun compose fusible avec les substances mêlées à l'oxide de fer. Dans l'un et raiilre «as l'oxide de fer est complètement réduit, et si l'essai a été fuit avec soin , la perte d'oxigène fait connaître la j)roportion du fer d'une manière très-approximative , et presque toujours même avec une exactitude qui surprend ceux qui ne sont pas habitués à ces sortes de manipuialions.
Les culots d'essais qui ne sont pas du tout fondus sont gris et d'apparence homogène; ils s'aplatissent sous le marteau , et prennent Féclat métallique par le frottement de la lime; ils laissent dégager du gaz hydrogène quand ou verse dessus de l'acide rauriatique : le fer y est dissémine en particules indiscernables. Dans les culots qui sont im-
parfaîlement fondus ta fonte se trouve dîsséniinée en grenailles dans toule la masse de la scorie , ou bien elle forme uDCuIol scoriforme pénétré de scories, sans qu*il soitposst* ble de séparer l'une de Tautre eiaclement. Quelquefois il D*y a pas même agglomération , et le mélange soumis à Tessai ne forme qu'une poudre grise métallique : dans ce casTessai n'est d'aucune utilité y parce qu'il est impossible de recueillir la matière sans perle, même en lavant la brasque avec le plus grand soin.
Nous ne saurions trop recommander aux maîtres de forge l'usage du dernier mode d'essai que nous venons de décrire; il leur procurera d'une manière très-simple et expéditive toutes les notions qu'il leur est utile d'acquérir sur la nature de leurs minerais; et en variant les expériences, en employant pour flux celles des matières dont ils peuvent disposer, qui peuvent servir à cet usage , ils parviciidront promptement sans courir aucune cbance de perte, et presque sans frais^ à connaître les mélanges qui seront propres à fournir les meilleurs résultats dans les hauts-fourneaux.
Les essais se font ordinairement sur 10^^ à 20^ de matière ferrugineuse; mais on peut avoir enccre un résultat ex«ict eo opérant sur 5^, et il est possible aussi d'obtenir une bonne fusion, dans les fourneaux qui sont d'un usage babi> toel, en employant jusqu'à 50 de matière. Il peut être utile d'opérer sur une aussi grande quantité lorsque l'on veut soumettre la fonte à quelques épreuves pour connaître sa qualité, ou quand on a l'intention de la transformer en fer par l'affinage. Si l'on voulait fondre des quantités plus considérables encore de minerai , il conviendrait d'en faire d'abord un essai sur 10^- pour déterminer ^n richesse, et après d'y ajouter la quantité de charbon rigoureusement nécessaire pour réduire i'oxidc de fer; sans cela la réduction par cémentation pourrait n'être ]}as complète, ou exiger un trop long temps. Il faudrait aussi tenir un pareil essai au feu plus de temps que les essais ordinaires : il réussirait très-bien dans des fours à porcelaine.
En général dans quelque état de combinaison que se trouve Toxide de fer ^1 est complètement réduit par cémentation; seulement la réduction exige un temps d'autant plus long et une température d'autant plus 'Hevée que l'oxide est retenu par une combinaison plus forte. Dans deux morceaux de même volume, Tun d'oxide de fer pur ou mêlé d'argile, et l'autre de silicate de fer (scories d'aflinage). chauffés à la même température au contact du charbon, la réduction ne pénètre pas à la même protoïnleur au bout d'un même temps ; elle marche plus rapidement dans l'oxide que dans le silicate , quoiqu'elle yunssc être complète dans celui-ci,
aa bout d'un tempa suffisant, à la simple chaleur blanche. Ces remarques expliquent ce qui a lieu dans les hollU-fou^ neaux dans lesquels on traite des mélanges de minerais di> vers et de scories de forges : on sait que la fonte que Too obtient est toujours très-blanche, et qiul ne Faut même qu'une assez petite quantité de scories pour produire ce résultat. Cela tient, 1^ à ce qu'une partie des scories arrive dans le creuset avant d'avoir été complètement réduite, et exerce sur la fonte une action déearburaute; 3** à ce que la partie qui est complètement réduite est peu carburée, par ce que la réduction est lente, et que la carburation ne commence à avoir lieu que quand il ne reste plus d'oxide au centre des morceaux. On atténuerait ces inconvénients en laissant séjourner longtemps les scories dans les fourneaux; mais il est vraisemblable qu'on y obvierait complètement si, au heu d'employer les scories simplement concassées, on leur faisait subir une préparation qui consisterait à les pulvériser , à les mouler ensuite en briques après les avoir mêlées avec la quantité de charbon suffisante pour réduire l'oxide et la quantité de chaux nécessaires pour fondre la silice et les terres, et h briser ces briques en morceaux de la grosseur d*une noix. On emploierait pour mêler dans li^ briques la poussière de charbon qui s'accumule au fond des halles et qui n'a aucune valeur, et il en résulterait probablement une économie notable dans la consommation du combustible.
Lorsque l'on soumet trop rapidement h une haute température . au milieu du charbon , des morceaux de minerais de fer les plus communs, qui sont des mélanges do per-'Oxide et d'argile, le per-oxide passe promptement à l'état deproloxide , et forme avec les cléments de l'argile un compose fusible, analogue aux scories de forge, et qui se comporte exactement comme celles-ci : la réduction subséquente devient donc plus difficile et plus lente, et il en résulte qu'il ne se produit plus que de la fonte blanche. D'après cela on voit qu'il est très-essentiel de ne chauffer que graduelleincnt les minerais, et avec une lenteur convenable.
l'iujt généraux. — Quelle que soit la nature d'une matière ferrugineuse, on peut toujours en déterminer la fusion à l'aide du borax : les plus pauvres fondent avec addition de 0,20 à 0,âO de ce flux, et pour les matières riches 0.5 à 0,10 suffisent. Lors donc que Ton n'a pour but que de déterminer promptement la richesse d'un minerai , oestcc fondant qu'il faut employer, mais comme il est volatil, on est privé du moyen de vérification. Le borax a d'ailleurs un inconvénient^ o'est de communiquer à la fonte des caractères différents de ceux qu'elle aurait eus si l'on eût fait
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Temii areo des flux semblables à ceux dont uii se sert en grand dans les hants-fourneaux ; en sorte qn'on ne peut rien iodaire des résultats de l'essai sur les qualités qu'aurait la fonte produite en grand. Cet effet paraît provenir de ce que la fonte obtenue en présence du borax contient toujours une petite quantité de bore.
Vacide borique est un flux général pour les matières ferrugineuses comme le borax ; mais il est moins commode parce qo'il est trop volatil : aussi ne s'en sert-on presque jamnis.
On peut encore essayer un minerai de fer, et être h peu près certain qu'il fondra en y ajoutant soit du verre blanc ordinaire, soit un verre terreux (silicate de cbanx et d'alumine] ; mais ces flux doivent être employés en proportion considérable ^ environ une partie pour les matières ricbcs, et le double pour les matières pauvres : on conçoit qu'en introduisant dans des silicates bien fusibles une quantité qui ne soit pas très-grande soit de silice, soit de bases quelconques , on devra obtenir de nouveaux silicates fusibles aussi quoique peut-être moins que les premiers. Quand on se sert de verre blanc il se volatilise toujours une certaine portion de Talcali qu'il contient, surtout si la matière ferrugineuse contient peu de silice , et renferme au contraire des bases fixes ; on ne peut donc pas alors vcriGer d'une manière rigoureuse Texactitude de Pessai d'après la perte de poids. Mais on jouit de l'avantage de pouvoir faire cette vérification quand on fait usage des verres terreux pour fondants. Ces verres étant moins fusibles que le verre blanc, il faut pour la même matière ferrugineuse en employer une pro-' portion plus considérable ; et comme l'emploi d'une grande quantité de flux est toujours gênant , en ce qu'il oblige de se servir de grands creusets ou de ne faire Tessai que sur une petite quantité de matière , il faut examiner attcntivcmeni In substance à essayer pour reconnaître , autant que cela se peut, sa richesse et sa nature , par ses caractères physiques ; faire choix, d'après ces connaissances acquises, du verre terreux que Ton jugera le pins propre à en déterminer la fusion , et éviter d'employer une quantité superflue de ce verre. Pour les matières très-siliceuses *jn prendra le verre basique CAS» (voy. t. I"') ; pour les matières terreuses non calcaires on prendra le même verre qui est surchargé de chaux • et enfin pour les matières peu siliceuses et calcaires on se servira d'un verre saturé de silice et contenant le moins de chaux possible CAS6. (roy. t. V\)
Flux spéciaux, — Outre les flux dont il vient d'être qnestî(m , on emploie encore dans les essais de fer les flux
