CHAPITRE PREMIER

a) NOTIOKS DIVERSES.

1 et 2. Fer pur. — C'est principalement pour les électro-aimants que le fer doit être pur, mou et exempt de carbone ainsi que d'autres matières étrangères, afin qu'il soit aimanté le plus fortement possible au moyen du courant galvanique et qu'après l'ouverture du courant, il perde le plus rapidement possible, presque instantanément, le magnétisme acquis. Jusqu'ici on s'est procuré le fer pur en réduisant l'oxyde ferrique par l'hydrogène. Le fer pulvérulent ainsi préparé se laisse réunir, comme le platine, par la compression et le forgeage. Becquerel veut préparer le fer pur par la voie galvanique. Il prend un tube de verre large en U, dont il remplit l'une des branches avec une solution de vitriol de fer et l'autre avec une solution de sel marin. Dans l'une et l'autre branche il introduit des lames de platine, qu'il réunit au moyen de fils métalliques avec les pôles positif et négatif d'une batterie galvanique constante à 3 cellules. Le courant est réglé de telle façon qu'il se dégage à peine une trace d'hydrogène. Il se forme

(*) Les nombres placés en tête des articles indiquent les pages correspondantes du Traite de la fabrication de la fonte.

APPENDICE

alors au pôle positif un sel double de sulfate de fer et de soude et le fer se dépose au pôle négatif ; ce fer, tout-à-fait pur, est attiré plus fortement qu'aucun autre fer par l'aimant. Suivant Schwartz (Ding. t. 1677, p. 326), on obtiendrait probablement le fer le plus pur en puddlant un fer spéculaire avec de la litharge.

2 et S2. Lorsqu'on expose une solution de protochlorure de fer à l'action du courant galvanique produit par une pile constante de Daniell, en se servant d'une plaque de tôle comme anode et d'une plaque de fer-blanc ou de cuivre comme cathode, on obtient sur celte dernière un enduit gris de plomb, mat, de fer pur, qui prend facilement un vif éclat métallique sous le brunissoir d'agate et qui adhère avec une telle force au support que, même lorsque la couche est très-épaisse, on ne peut l'en séparer en pliant le tout en sens divers. Si le dégagement de gaz hydrogène à la cathode est considérable, le fer se sépare sous la forme d'un précipité spongieux, que le lavage et la dessication à la température ordinaire transforment en une poudre légère, très-fine, tellement molle et ductile que la seule pression entre les ongles des doigts suffit pour la réduire en une plaque. Le gaz hydrogène, que cette poudre développe avec les acides, est tout-à-fait inodore.

Le fer pur, en cristaux réguliers, se distingue aussi, comme on sait, par sa faible dureté et sa grande malléabilité, car on peut le couper sur les angles avec un couteau.

Il n'en est pas de même du métal réduit par la voie galvanique en se servant d'un mélange de protochlorure de fer et d'un sel ammoniacal dissous. En effet, si l'on emploie, conformément à la prescription du professeur Bôttger, comme bain une dissolution de 1 partie de sel ammoniac et de 2 parties de vitriol de fer dans l'eau, on obtient un fer qui, lorsqu'il est en couche mince, adhère fortement au support métallique bien décapé, mais dont une couche épaisse se détache facilement par la flexion. Ce fer présente un éclat et une couleur d'argent, ne se laisse en aucune façon rayer par le couteau, est trèsfragile et peut être facilement pulvérisé. Il est dur comme l'acier et cassant comme le verre. A l'air humide il s'oxyde facilement, à l'air sec il conserve son éclat. Avec l'aimant il se comporte comme l'acier.

Ce fer est un azoture. Si on le pulvérise et qu'on le lave pour le débarrasser complètement de l'eau-mère qu'il retient opiniàtrément, et qu'on le chauffe avec de la chaux sodée, on obtient un gaz qui réagit à la manière des alcalis et qui produit un précipité blanc dans une solution de perchlorure de mercure. Un gramme de ce fer a donné par la dissolution au moyen de l'acide nitrique, par la précipitation au moyen

Cir. I. — PnOPRlÉTÉS DU FER DANS SES TROIS ÉTATS MÉTALLIQUES. 683

de l'ammoniaque et par la dessication 1,4.20, et dans une seconde expérience, 1,421 de peroxyde de fer, tandis que le fer pur aurait donné 1,4423. Il résulte de là que ce fer contient 98, SI pour 100 de fer pur et 1,49 pour 100 d'azote, déterminé par différence.

Les propriétés physiques du fer azoté obtenu en faisant passer du gaz ammoniac sur du fil de fer chauffé au rouge s'accordent assez bien avec celles de l'azoture obtenu par la voie galvanique. H. Kraemer, à Kirchen (Dingler, t. 160, p. 444).

3 à 5. Classifications des fers dans les forges. — Difficultés d'une classification exacte des fers. — On ne saurait établir une classification exacte et complète des fers, parce que les espèces et les variétés en sont trop nombreuses et que très-souvent l'appréciation de leurs caractères exige l'examen attentif d'hommes spéciaux et exercés dès leur enfance. La qualité des fers dépend principalement de la nature des fontes au moyen desquelles ils ont été fabriqués et qui elles-mêmes varient : 1° avec les minerais; 2" avec l'allure du haut fourneau ; 3° avec l'espèce de combustible, les fontes au coke étant inférieures aux fontes obtenues au charbon de bois ; 4" avec la température de l'air, les fontes à l'air froid étant meilleures que les fontes à l'air chaud ; S» avec la proportion de castine employée dans le haut fourneau comme fondant et moyen d'épuration. Ensuite, la nature des fers est modifiée par le travail du puddlage également susceptible de nombreuses variations. Ainsi, par exemple, les fers fabriqués dans des fours à puddler avec cordon en castine ont des qualités particulières : si l'ébauché de ces fers provient d'une fonte fer tendre, quelque nerveux qu'il soit au sortir des cylindres, il pourra prendre au premier corroyage une texture entièrement à gros grains. En présence de ces causes si nombreuses de variations, qui, d'ailleurs peuvent intervenir une à une, deux à deux, etc. et à divers degrés, on conçoit qu'il y aurait de la témérité à vouloir grouper les fers d'une manière précise et générale. Cependant, c'est d'un bon assortiment des fers que dépend le succès des usines, comme la fabrique de Low-Moor, en Angleterre, en offre un exemple. De même le choix attentif et intelligent du fer influe sur la réussite d'une fabrication spéciale, et à cet égard, nous citons avec Lagerjelm (Versuclie ûber Diclitlieid, etc. des gewalzten und gesebmiedeten Eiscns) la finesse et les rares qualités du fil de fer fabriqué en Suède avec un métal que les ouvriers de ce pays savent seuls reconaitre.

L'importance d'un bon triage des fers est tellement appréciée qu'au train à tôles de Seraing, on casse indistinctement toutes les barres d'ébauché, pour pouvoir les classer d'après leurs aspect.

Classification de Seraing. Fers ébauchés. — Autrefois on ne distin-

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guait dans les usines que les fers forts, caractérisés par une cassure à nerf, les fers tendres qui étaient à grains et les fers métis qui offraient à la fois du nerf et du grain. Voici la classification suivie aujourd'hui à Seraing et adoptée aussi dans les autres usines belges, sauf quelques variantes que l'on remarque en passant d'une usine à l'autre ; elle se rapporte aux fers ébauchés fabriqués d'après la méthode anglaise avec des fontes au coke et à l'air chaud. Cependant, il arrive très-souvent qu'on casse aussi les fers finis et l'examen de la cassure de ces fers peut modifier le classement adopté primitivement. On distingue les cinq numéros suivants, savoir :

Le n° 5 est le fer à fins grains manqué ou devenu nerveux : dans le travail à fins grains, la dernière loupe d'une fournée est toujours plus ou moins nerveuse. Le fer à fins grains se fabrique en puddlant des fontes manganésifères, pures, grises, truitées-grises ou blanches et lamelleuses. (Voir minerais de fer). On en distingue deux qualités, d'après la finesse du grain ou, ce qui revient au même, d'après le contenu de carbone : il offre quelquefois un peu de nerf, mais alors on le range dans la seconde qualité.

Le fer n° 5, bon à chaud et à froid, dur et difficile à casser, c'est-àdire très-tenace, est fort demandé pour la tréfilerie, les cscoupes, la taillanderie, les bandages de roues, etc.

Le fer n° k extra, fabriqué avec des fontes d'affinage fer fort extra, grises, est très-difficile à casser, môme à l'état de mill baars : il plie, mais ne rompt pas ; nerf blanc, fin, long et uniforme. Ses usages spéciaux sont : les arbres coudés, les tôles pour locomotives et chaudières de navires, les rivets de ces chaudières, les chaînes, et, en général, les objets qui exigent une résistance supérieure; mais on l'emploie peu, parce qu'il est très-cher.

Len° 4 ordinaire esta nerf foncé et long ; la couleur foncée paraît tenir à une interposition de scories de puddlage ; l'ébauché de ce fer plie, mais rompt sous un effort suffisant ; il est aussi moins sonore et moins élastique que l'autre n° 4, on l'emploie pour fer fendu, clous de fers-à-cheval, etc.

Le n» 5, dit fer fort, s'obtient par le puddlage de fontes fer fort truitées ou blanches ; il est un peu grenu et assez facile à casser par la flexion ; son nerf est court et blanc, ou foncé, cette dernière teinte paraissant due à la présence du soufre; en général, les fers nerveux obtenus de fontes au coke sont plus sulfureux que les fers grenus, et l'on admet qu'une allure chaude du haut fourneau tendant à éliminer le soufre, les fontes grises en renferment moins que les fontes blanches, toutes choses égales d'ailleurs ; d'un autre côté, les

fontes grises obtenues à une température plus élevée que les fontes blanches sont plus lentes à décarburer que celles-ci et laissent par là à l'affineur plus de temps pour l'élimination des corps étrangers ; tous les fers nerveux sont moins durs ou plus faciles à couper que les fers grenus.

Le fer n° 5 s'emploie pour fers cavaliers, notamment pour fers-à cheval, et pour d'autres applications qui exigent une grande solidité, telles que pièces de machines, tirants de bâtiments et plusieurs fers de dimensions marchandes.

Le n» 2, aussi appelé fer ordinaire, se fabrique, avec des fontes blanches d'affinage ordinaires, dans des fours avec cordon en mine et à grande chaleur; il offre dans sa cassure 5/4 de nerf et 1/4 de grain; on distingue : a) le n" 2 marchand, provenant de fontes à faibles doses de scories et présentant un grain fin ; ce fer est souvent le meilleur pour tôles jusqu'à O^jOOS, maximum qui n'exige pas de réchauffage; il s'emploie aussi dans les bâtiments et pour cercler les roues de voitures; b) le n° 2 ordinaire, à fortes doses de scories, qui s'emploie pour patins de rails.

Le n» 1 , entièrement à grains, se fabrique avec les mêmes fontes que le n" 2, mais dans des fours non bouillants, c'est-à-dire avec contour complet à eau sans revêtement de mine et à faible chaleur, ce qui précipite le loupage; on en distingue trois qualités, savoir :a) celui qui est à grains plus ou moins fins, quelquefois avec moitié de nerf, et provient de fontes à faibles doses de scories : c'est le métis marchand employé, tantôt seul, tantôt en mélange avec le n" 2, pour ronds, carrés et plats marchands, cercles de tonneaux, ancres de bâtiments, etc., dans quelques usines, notamment à Couillet, il passe pour un n° 2 ; b) le métis qui, résultant des fontes à fortes doses de scories, est entièrement grenu, mais à grains encore fins : il sert à former les bourrelets des rails; c) celui qui, fabriqué encore avec des fontes à fortes doses de scories, est à facettes de fer tendre, ou, ce qui revient au même, à grains gros et plats : on l'emploie dans le corps des rails, pour clous d'ardoises, tôles à clous et en mélange avec d'autres fers, tantôt nerveux, tantôt grenus, pour fers marchands de petites dimensions, car il est doux et malléable à chaud et ces derniers fers doivent éprouver un grand étirage : on l'appelle fer tendre et il paraît devoir ses propriétés caractéristiques au phosphore, tandis que les espèces a) et &) renferment principalement du silicium.

Fers corroyés. — Dans ce qui précède, il n'est question que du fer ébauché considéré à l'état isolé : les corroyagcs et les mélanges permettent de modifier les caractères indiqués et d'élever généralement

les Ainsi l'on peut obtenir un n° k ordinaire en corroyant parties égales de fer à nerf foncé et long et de fer à nerf blanc et court ou bien du fer à nerf foncé et long avec une quantité de fer de masse proportionnée à la qualité de ce dernier. Le fer de masse n" 2 s'emploie avec le fer ébauché ordinaire n° 1 pour lui donner un peu de nerf : on en met une lame au milieu des paquets. On distingue deux espèces de mitraille n" 4 : la grosse tôle donne des mitrailles moins bonnes que la fine tôle : on fait entrer la dernière pour moitié dans les paquets de fer n" k, et l'autre pour un tiers dans les paquets de fer n" 5.

Le n° 2 peut se faire aussi avec du fer fort à grains en mettant 1/3 d'ébauché nerveux ou de fer de masse n° 2 au milieu pour donner de la force. Aucun de ces fers ne peut être rouverin, excepté le n" \ seul.

Enfin, on se procure un fer entièrement nerveux par le corroyage des bouts de rails applatis et disposés en paquets de manière que les bourrelets, qui sont à grains, recouvrent les patins, qui sont à nerf. Ici encore les combinaisons varient suivant les fers dont on dispose et le but que l'on a en vue, et il n'y a pas de règle à prescrire.

Chaque numéro présente de nombreuses variétés, avec une infinité de nuances, qu'une longue pratique peut seule faire connaître.

Classification dans d'autres usines. — La classification suivie est susceptible de changer pour ainsi dire d'une usine à l'autre. Ainsi le fer du bassin de Charlcroi, par exemple, est généralement plus grenu, à numéro égal, que le fer du bassin de Liège, ce qui tient à la nature des fontes employées et au mode de puddlage, sans mine au cordon de la sole, adopté dans le premier bassin. Le fer qui ressemble, comme texture, au numéro 2 de Liège, serait, à Charleroi, un numéro 3, parce qu'il se travaille plus facilement, se soude mieux et offre plus de résistance que le numéro 2 défini plus haut.

La classification du Creusot comporte sept numéros de fer : le n» 1 est le fer tendre pour rails ; le n" 2 le fer ordinaire, analogue au fer du Staffordshire, pris pour base de tous les prix ; le n" 6 est assimilé au fer du Yorkshire, et le n° 7, aussi appelé fer extra, est présenté comme valant le fer au bois ou le fer de Low-Moor. Le Creusot produit cinq espèces de fontes pour affinage, de sorte qu'à chaque numéro de fer ne correspond pas une qualité de fonte : divers numéros proviennent d'une même fonte et d'un triage attentif des barres.

Suit le prix courant des fers de Seraing, pour faire mieux comprendre la classification adoptée dans cette usine.

CH. l. PROPRIÉTÉS DU FER DANS SES TROIS ÉTATS MÉTALLIQUES. 687

Tarif des fers laminés. (Sans engagement).

CLASSIFICA- TION.

DÉSlCNATIO.»i.

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