Le carbonate ferreux ou fer spatbique

Traitement dos minerais de fer. — Les détails concernant le traitement métallurgique de ces divers minerais de fer ne sauraient trouver place dans cet ouvrage, et nous devons nous contenter d'indiquer les principes sur lesquels ce traitement repose.

On réduit les minerais de fer par le charbon. Cette réduction est facile ; mais le fer métallique, infusible aux températures produites dans l'opération, reste mélangé à la gangue, et ne peut se rassembler. Il faut donc ou qu'on rende la gangue très- fusible pour pouvoir

lU pjriteux en fù-

agglomérer le fer incandescent sous forme d'une masse spongieuse, ou qu'on élève assez la température pour que le fer, se combinant avec le charbon, se convertisse en fonte qui puisse prendre l'état liquide et se rendre à la partie inférieure du fourneau en même temps que la gangue liquéfiée elle-même, après addition d'un fondant.

De là deux méthodes pour le traitement des minerais de fer : la méthode catalane, qui donne directement du fer doux, la gangue étant convertie en un silicate double d'alumine et de fer très-fusible, et la méthode de» hauts-fourneaux, qui donne de la fonte, la gangue étant transformée en un silicate double d'alumine et de chaux qui ne fond que difficilement.

La méthode catalane, qui est usitée en Corse et dans les Pyrénées, n'est applicable qu'au traitement des minerais très-riches, car elle donne lieu à la perte d'une certaine quantité de fer qui passe dans les scories à l'étal de silicate. Elle consiste à chauffer le minerai de fer avec du charbon de bois dans une forge, sorte de creuset quadrangulaire emprisonné dans un massif de maçonnerie. Toute la cavité de ce creuset est comblée d'un côté par du charbon incandescent, de l'autre par du minerai. Ces deux masses se touchent sans se confondre. Le vent d'un puissant soufflet D arrive, par une tuyère, à la partie supérieure du creuset en E, du côté du charbon, dont il alimente la combustion (fig. 94). Il se forme de l'acide carbonique; mais sous l'influence de l'excès de charbon l'acide carbonique se trouve réduit en oxyde de carbone, I lequel, pénétrant dans la masse de l'oxyde de fer, le réduit en fer métallique en repassant à l'état d'acide carbonique. Une portion de l'oxyde de fer échappe à celte réduction et, se combinant avec la gangue formée de silicate d'alumine, donne naissance à un silicate double d'alumine et de fer très- "■

fusible. Une partie de cette scorie s'écoule, une autre reste emprisonnée dans le fer incandescent. Celui-ci, rassemblé sous forme d'une masse spongieuse, est porté sous le marteau, qui en exprime le reste de la scorie.

La méthode des hauts-fourneaux est généralement employée pour l'exploitation des minerais de fer. Elle consiste à fondre ces minerais à une très-haute température, en transformant le fer réduit en fonte liquide, et (a gangue en un laitier fusible.

Le haut-fourneau {jig. 93) offre la forme de deux troncs de cône superposés par leur base.

fig. 9i>.

On le charge par l'ouverture A du sommet, qu'on nomme gueulard, et ou l'on introduit, par couches alternatives, du combustible et du minerai additionné d'un fondant.

Le combustible est du charbon de bois ou du coke. La nature du fondant varie suivant la composition de la gangue. Il s'agit de produire un silicate double d'alumine et de chaux fusible. Si la gangue est siliceuse, ce qui est le cas le plus ordinaire, on ajoute du carbonate de chaux (castine). Si elle est riche en chaux, on ajoute des matières siliceuses (erbue). Dans les hauts-fourneaux

où l'on emploie le coke comme combustible, on ajoute uu excès de chaux destinée à absorber, à l'état de sulfure de calcium, le , soufre que renferme le coke. Le laitier est alors très-riche en chaux et ne fond qu'à une température extrêmement élevée. Cette température se produit à la partie inférieure et rétrécie du hautfourneau, espace prismatique FE qu'on désigne sous le nom d'ouvrage. On y injecte, à l'aide d'une puissante machine, un fort courant d'air qui, dans certaines usines, est chauffé préalablement à 200 ou 300°. Là il se produit de l'acide carbonique et de l'oxyde de carbone; là aussi la scorie et le fer carburé se liquéfient. Mais l'acide carbonique, en s'élcvant dans les étalage! ED vers la partie la plus évasée du haut-fourneau DC qui porte le nom de ventre, rencontre des couches de charbon incandescent, et se réduit en oxyde de carbone, et celui-ci, s'élcvant encore, réduit à sou tour l'oxyde de fer qui se trouve dans la cuve CB, c'est-à-dire dans la partie où le haut-fourneau se rétrécit de nouveau. Ainsi la réduction de l'oxyde de fer n'est point difficile et s'accomplit dans une partie du haut-fourneau où la température atteint seulement le rouge sombre. Plus bas s'effectue la carburation du fer; enfin, à la partie inférieure s'accomplit la liquéfaction de la scorie et de la fonte, qui se rassemblent dans le creuset G, cavité placée au-dessous du point où arrive le vent de la tuyère. Mais la fonte, plus dense, gagne le fond, et le laitier surnage et sort du fourneau à mesure qu'il s'accumule, en débordant par ia paroi M qu'on nomme dame.

Quand le creuset est presque entièrement rempli de fonte, on laisse couler celle-ci, par une ouverture pratiquée dans la dame, dans des canaux creusés dans du sable, sur le soi de l'usine, sorte de moule dans lequel la fonte se solidifie. Elle en sort en cylindres à- section demi-circulaire qui portent le nom de gueuses.

En résumé, par suite de la combustion du charbon, de l'évacuation du laitier et de la fonte, le minerai et le charbon descendent incessamment dans le haut-fourneau et sont soumis à l'action de températures de plus en plus élevées. Le minerai, desséché et deshydraté dans la partie supérieure de la cuve, est réduit par l'oxyde de carbone dans la partie inférieure; dans les étalages, le fer se combine avec le charbon, et la chaux commence à réagir sur la gangue; enfin, dans la partie la plus rétrécie et la plus chaude du haut-fourneau, c'est-à-dire dans l'ouvrage, la fonte et le laitier se liquéfient. Telles sont, dans leur ensemble et dans leurs phases diverses, les réactions qui s'accomplissent dans les hauts-four-

neaux, dont la marche est continue, et n'est arrêtée que lorsque, par l'action des laitiers, les parois du fourneau elles-mêmes ont été corrodées et détériorées.

La fonte étant obtenue, on procède à sa transformation en fer doux au moyen de l'affinage. Cette opération a pour but d'enlever à la fonte la plus grande partie du charbon et du silicium qu'elle renferme, Pour cela on la fond au contact de l'air : le silicium, une partie du charbon et même une petite quantité de fer s'oxydent : il se forme ainsi du silicate de fer basique, dont l'excès de base finit par être réduit par le charbon de la fonte. De l'oxyde de carbone se dégage, et la fonte, appauvrie en charbon et en silicium, devient moins fusible et se transforme en masses spongieuses de fer doux. L'ouvrier rassemble ces masses, il les porte sous le marteau, qui en exprime les scories. Quand la fonte renferme du manganèse, celui-ci s'oxyde et passe dans les scories a l'état de silicate. L'affinage de la fonte par le procédé qui vient d'être indiqué (procédé comtois) se fait au charbon de bois. Un autre procédé consiste à faire l'affinage à la houille. Dans ce dernier cas, l'opération se divise en deux phases. La fonte est soumise à une première fusion au feu de coke dans un fourneau rectangulaire. Le métal, d'abord

Fig. 90.

placé* à la surface du combustible, se liquéfie et tombe au fond du fourneau. Fondu, il est soumis pendant quelque temps à l'action

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