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portion de carbone, mais seulement, d'après M. Vicliers, tant que cette proportion ne dépasse pas 1,25 p. 100; au delà, elle diaiinue. dit-ii, jusqu'à ce que le mrtal, (1(>v(M)u alors de la fonte« ne supporte plus que 9^,4 à 10 kilogrammes.

L'autem' signale un fait qu'il est à propos de noter en passant, pour mettre en garde contre les comparaisons si souvent établies entre les résultats d'expériences faites dans des conditions différentes. Des barres dont la partie tournée à section réduite n'occupait qu'une trèspetite hauteur, ont supporté, par unité de section, des charges beaucoup plus considérables que les précédentes. H est évident que les chances d'existence dfun point faïUe, d'un petit défaut dans le métal, croissent avec la longueur du tronçon à section réduite. Ihb d* après H. Vieker$, cette longueur a une influence directe, inévitable sur la résistance. 11 a remarqué, en effet, que plus le tronçon tourné est plus long, plus le métal sTétire, plus la section de striction est contractée.

Tout en diminuant, en général, quand la proportion de carixmc augmente, les allongements de rupture suivent une marche peu régulière. Les produits de ces allongements par les résistances correspondantes, c'est-à-dire les résistances vives, varient indépendamment de la teneur en caibone (coioiine 6). '

Comme l'indique la colonne n» 3, ces expériences semblent infirmer l'opinion, généralement »-eriie, d'apr^'^? laquelle le poids spéciiiquede l'acier fondu, non trempe, serait supérieur a celui du fer (349). Mais la contradiction n'est peut-être qu'apparente; elle tient sans doute à ce que l'acier provient de fers relativement purs, dont la pesanteur spécifique est plus grande que celle des fers impurs. 11 faut comparer l'acier au fer même dont il dérive. C'est ce qu'a feit M. Vicker»; il a opéré SUT un fer très-pur, et il a constaté que le poids spécifique, maximum pour ce fer, décroît graduellement dans facier qui en provient, à mesure que la teneur en carbone s'élève. Mais, pour le fer impur, et le fer des rails est dans ce cas, ce poids peut s'abaisser à 7. 644 kilog. ; il est donc notablement inférieur à celui de l'acier, même à 1,25 p. 100 de carbone, provenant d'un fer beaucoup plus pur.

M. Viekers pense, en sonmie, que l'acier contenant de 0,03 à 0,75 p 1.00 de carbone est le plus convenable pour la plupart des applications, et en dehors des usages spéciaux qui réclament, ou une grande ductilité ou au contraire une grande dureté. Mais cette pro-

CHAP. XI. — BAILS BESSEMEH. INÉGALITÉ DES DEUX RÉSÎST. ELEMENT. /iSl

portion est, eo général, loin d'être atteinte dans les rails provenant du convertisseur.

Les résultats précédents sont d'accord avec ceux qu'on a obtenus en Suède, où le dosage du carbone est entré tout à fait dans la pra^ tique des usines, et où il a, en effet, une importance toute spéciale en raison de la pureté du fer, dont les propriétés ne sont guère modifiées que par le carbone.

A 0,35 p. 100, !e seul caractère qui distingue Tacier du fer, c'està-dire la propriété de prendre la trempe, commence à se manifester, et elle est très-prononcée à 0,8; 1,4 est la limite supérieure, qui ne s'applique même qu'à des usages peu nombreux.

861. Inégalité des résistances à la rupture par traction et par cont" pression. — Les aciers Bessemerde l'usine de Fagersta (Suède) , juste- *ment remarqués à la dernière exposition universelle {*) , ont été .l'objet de nombreuses expériences de la part de M. A'ir/jaWy. En opérant par flexion tranversale, il a constaté que la position de Taxe neutre à l'in* stant de la rupture varie avec la teneur, en carbone. Cet axe est d'autant plus rapproché des fil>res extrêmes comprimées que l'acier est plus dur ; c'est-à-dire que le rapport des résistances à la rupture par compression et par extension, varie avec la dureté : la première résistance dépasse d^autant plus la seconde que le degré de carburation est plus élevé. Il est, du reste, tout naturd que l'acier, produit intermédiaire,

rapproche plus oumoinSf suivant que ce degré s'abaisse on s'élève, eoit du fer pour lequel les deux résistances élémentaires sont sensisiblement égales, soit de la fonte, pour laquéDe la résistance de rupture par compression l'emporte beaucoup sur l'autre. Mais, d'après M. liirkalcly, la résistance à la compression, très-supérieure à la résistance à l'extension dans les aciers durs de Fagersta, lui deviendrait, non-seulement égale, mais même inférieure dans les aciers dou\, qui cesseraient de se placer sous ce rapport entre la fonte et le fer, dans lesquelles deux résistances sonf sensiblement égales lorsquel'expérieiice est faite de manière à éliminer le ilambage, qui tend à faire attribuer à la résistance à la compression, une infériorité apparents.

(*) L'exposition de Fagersta comprenait une série d'échantillons indiqués comme ayaov subi depuis 1 jusqu'A 90 conoyages eans n dénatwer^ mm perdmla qualité d'acier. On fait que c'est là le eôttf Calble de Tader Beuemer tpa, eu général» perd ta nature par dei eorroyages répétés.

U n'est pas étonnant, an aorplus, que des aders provenant, comme ceux de Fi^enfa, de fontes 8upért> u[ s, éeliappent A cette imperleetlen. Lee léebatilbiges étalent Ikit^d'aUieure« au four 4 gai.

A82 uv. — voiB. ,

W. Fairbairn, qui a fait de nombreuses expériences sur les meilleurs aciers Bessemer fabriqués en Angleterre, a constaté : 1* que leurs résistances à l'écraseinent et à la rupiui c par Uaction sont en moyenne 156 kilog.» et 7li kilog., soit : : 2,1 : 1. Ces expériencas directes ont été confirmées par des ruptures par flexion ; 2* que la résistance à la traction est eiie-mAme double de celle des meilleurs fers anglais; 3" que les allongements de rupture par traction, très-variables d'ailleurs, sont en somme beaucoup moindres qu'on ne le supposait. La plus grande valeur obtenue par M. Fairbuirn, 0,1437, est inférieure au chinre moyen donné par les fers essayés, et la plus petite est seulement OyOOâ?.

Dans les rails en fer symétricpies, la rupture se fait toujours dans la partie de la section qui est soumise à la traction (338) ; de sorte qu'en présence de Tinfériorité de la résistance à cet effort dans l'acier» le profil à champignons inégaux- serait plus défectueux encore avec ce métal qu*avec le fer (35 1.

Rmstanre Hastiquc. — Le coefficient d'élasticité de l'acier fondu présente, comme celui du fer, auquel il est du reste peu supérieui*, des variations d'une assez grande étendue, mais qu'aucune loi ne rattache aux autres propriétés mécaniques du métal. La trempe elle- { même, qui a une si grande influence sur la résistance à la rupture et sur le point à partir duquel l'élasticité est altérée d'une manière sensible, n'influe pas sur le coefficient. Des tôles d'acier fondu de MM. Pttin et Gaudet essayées au conservatoire des arts et métiers (*) ont donné des valeurs comprises : pour les aciers vifs, trempés ou dod, entre 10** xi,B8 et 10'* x 2, 16 ; et pour les aciers doux, trempé» ^ ou non, entre 10**xl,20 et 10'* x 2,12. En opérant de son côté sur des lames d'acier fondu anglais de premier choix, pour ressorts d'horlogerie, trempées ou non, M. Riial {**) a obtenu des valeois comprises entre 10** x 1,7 et 10" x 2,18, limites très-rapproché» de celles (10"* x 1,72 ^ 10*" x 2,11), auxqueUes M. IF«rthiti»étaH arrivé.

Si donc on peut dire en pratique, que la résistance élastique dJ l'acier fondu est supérieure à celle du fer, cela doit s'entendre suiloot i des efforts plus considérables qu'exige l'altération notable de l'éla»- j ticité. Le coeliicient est sensiblement le même, mais il persiste, dani '

(*) Annal^t de» mine$t tome XIX, (i8Gi) page 349, arUcle de M. IVmim. ' j**) Armai» de» miM», tome Xill, 1868^ page 10t.

CHAP. XI. — NÊCËS&ITÉ D£ LA PUB£TÉ OS LA fONTJS. 483

facier» pourtine étendae i^cs grande de Féchelle de? charges. Si, à égalité de profil et de charge, un raU en acier fléchit moins qu'un rail en fer, c'est seulement sous des charges dépassant la limite pror tique (22) de l'élasticité pour le second, ^ ne Tatteignant pas pour le premier (*).

3«3. La condition d'employer, pour obtenir du véritable acier par le procédé Bmemer, tout au moins une proportion considérable de fontes spéciales provenant de minerais aciéreux, n'a rien que de tout simple. We est commune à tous les procédés ; celui de M. Bt ssemer y est soumi j comme les autres. Mais ce n'est pas seulement de l'acier, c'est-à-dire un métal capable de prendre la trempe, qu'on demande au convertisseur; c'est surtout un produit fondu, par&itement homogène, trèspaouvent plus voisin du fer doux que de l'acier; il semble qu'alors rien ne s'opposerait à ce qu'on traitât par le procédé Bessemer des fontes prove* nant de minerais quelconques, pourvu qu elles soient grises. Mais ces essais ont échoué; le convertisseur, si propre à l'élimination du carbone, et du silidum qu^ est un des agents essentiels de l'opération, a moms de prise que le puddlage ordinaire sur les autres corps étrangers et notamment sur les plus tenaces et en même temps les plus nuisibles, le soufre et surtout le phosphore. Aussi ne peut-il traiLer, sans opération préalable (365), que des fontes dans lesquelles ces deux corps n'entrent qu'en proportions très-la ibl es,- mais sur lesquelles, du reste, on n'est pas d'accord. Ainsi, tandis qu'à Horde, la teneur maximum en phusjjhore des funtes poin Je licsscmer ' st fixée à 0,06 p. 100, on traite à Neuberg, des fontes qui, d".i]>r 's M. lanner, en contiennent 0,1 p. 100, et même plus, et qui donnent cependant un métal très-convenable pour les rails.

Quant au soufre, tandis que M. Bessemer regarde de même que ' pour le phosphore, 0,1 p. 100 comme une limite extrême, d'après M. Tonner la proportion de 0,2 p. 100 est encore admissible, du moins pour les fontes de Styrie. Les essais faits avec les fontes de rurrac/t, ont confirmé cette opinion. L'analyse d'un rail de Davolais^ a donné 0,10 p. 100 de soi^re; il ne renferme d'ailleurs que des traces de phosphore.

L'infériorité du convertisseur, relativement an four à puddler, en

(•) La valeur 10"» x 3, qui fignre dans îes divers recneiîs de tahlp«, et quî s'.ipplîquerait à « ua acier TuntJu irès-iiit, trempé, recuti a i iiuile, » sans aucune indication sur k provenane« «t md» ^rantla du nom 4e l*«ipérlnMntatMur, ptraît donc étn une excepUon^ pour ne pts dire une «Donalfe.

484 liv. 1". — voiB.

ce qui touche rélimination des matières nuisibles, est un iait grave, surtout pour la fabrication des rails, qui doit tâcher de se ooslester des fontes ordinaires : il convient de s*arr6ter un instant sur ses causes. M. Bruno Kerl fait remarquer (*) que si le phosphore passait dans la scorie à l'état de phosphates de fer et de manganèse, ces sels seraient décomposés par le fer métallique sous Thifluence de la hante température développée dans le convertisseur, de sorte que le phosphore retournerait au métal. 11 en est de niùme du soufre» les sulfosilicates dau6 iesquels il seiaiL engagé étant également décomposés par le fer.

< La nature siliceuse de la scorie, » dit M. OrUner, « expHqu*^ pourquoi « le .phosphore ne peut Hve éliminé par le procédé Bess^mer, tandis quii « l'est dans le puddlage et i aflinagc au bas foyer. Pour que l'acide pho>pli(»- < rique puisse être retenu par les bases, il faut que la scorie soil ba- « sique, et non siliceuse {,**).

Ne pourrait-on pas, dès lo», chercher à donner à la scorie, par une addition convenable, de la chaux sans doute, la nature basiqoe qui lui manque?

Cette question toute spéciale est du ressort de la métallurgie; je l'ai soumise à mon collègue M. Oriiner, et je ne puis mieux fwie que de transcrire ici la réponse que je dois à l'obligeauce de cet habile métallurgiâte :

Paris, le SSawUlStS.

« Bertkier a prouvé depuis longtemps que le phosphate de fer est décom- « posé à une haute température par le fer métallique. Or, dans la cornue « Bessemcr, où la température est très-élevée et le mélange, des matières « très-intime, cette réaction doit infailliblement se produire. Unepartiedu « phosphate échapperait cependant à raction du fer si la scorie était très- « basique; mais voue avex pu voir par les analyses que je cite que eet « effet ne se produit (ou plutôt ne commence àse produire) qa'après rexp^l* « sien complète du carbone : jusque-là, Toxyde de fer est sans cesse réduit a par le carbone et le silicium ; et lorsque ces deux éléments ont disparu, « alors l'oxyde de fer s'attaque aux parois de la cornue et les corrode très» a rapidement. On a donc toujours des scories plus ou moins siliceuseSi 4^ « ne retiennent pas l'acide phosphorique.

c 11 en est autrement au four de puddlage, surtout dans le puddltge^''»

(*) Handliuch der metallurglscheo HûUenkunde, t. 111, p. 6S9. — Àribtur-Fiia, Leipzig, 186i.

(**} De l'acier «t de sa fdiricatloo^v. SSt.

CHAP. XI. — NOUVEAUX PilOGÉDUS.

« d'abord, le mélange est beaucoup moins inlimp. ot la température moins « élevée, en sorte que la réaction du fer sur le phosphalc est béaucoup moins « énergique; ensuite, et c'est la la raison principale, les parois et la sole « du fourneau sont en fonte et garnies d'oxyde de fer, et non formées par des « briques. Aussi longtemps que Ton apuddlé sardes soles en^ble. Tex- « pulsion du phosphore était impossible, on avait toujours des scories silî' « ceuses. Aujourd'hui, sur les soles ref)*oidies et avec les parois en fonte (il « courant d'air ou à courant d'eau), on peut avoir des scories basiques, qui « se chargent d'acide phosphorique.

« Les additions de chaux seraient probablement plus éner(?iques (|uc des « additions de minerais de 1er et manganèse (tentées sans succès par M. Besc semer); mais le phosphate de chaux est également décomposé (en partie « du moins) par le fer, à haute température, en sorte que je n'espère pas • grand'ehose non plus de ce réactif. On a, du reste, essayé dans le temps, « la chaux dans le mazéage; elle produit une épuration partielle, mais les « scories flevi(!nnent plus pâteuses. Ce dernier effet ne serait pas à craindre « dans l'appareil Bcssemer^ à cause de la haute température, mais on aura « toujours à redouter la corrosion des parois, et la décomposition duphosa phale par le fer.

«J'aimerais mieux essayer la chaux dans le four ilfar/m (365), et je crois « que Ton devrait y arriver h un résultat plus favorable. Avec des décras- « sages snccessife, et des additions successives aussi de chaux, on devrait « certainement arriver k rélimination, au moins partielle, du phosphore. »*

On sait que la manganèse est nuisible à l'acier, qu'il rend cassant. Si donc, comme rexpérience le prouve, la présence d une certaine proportion de ce métal dans la fonte principale est utile, ce n'est que comme auxiliaire de l'opération. S* oxydant avant le ca!])one, il ralentit l'aûiiiage. 11 rend de plus la scorie plus fluide et plus facile à séparer, et diminue les projections. Dans l'intéressant mémoire cité plus haut (*} , M. de Cizancourt cite l'exemple des fontes au bois de Folloniea (Toscane) dont le traitement au convertisseur a pris une aUure beaucoup plus régulière grâce à Taddition au lit de fusion d'une certaine proportion de minerai de manganèse très^-pauvre. On sait, du reste, qne dans le puddiage pour acier on ajoute souvent, au moment du bouillonnement, de l'oxyde de maganése; la scorie, rendue ainsi plus fluide» se dégage plus facOement sous le marteau.

M4. Ncmeaux procédés â TéCtide. — H. Beœmer, qui a étudié les applications de sa grande et féconde conception avec une persévérance digne d'elle — et c'est tx>ut dire — cherche depuis longtemps

(*) Annales det minei, tome 1X> 1863, pagàSii,,

4ttO utr. i«. — vot£.

à i-endre le convertisseur abordable aux fontes ordinaires ; l'opération préparatoire à laquelle li les soumet est, en principe, une sorte de putliilage combiné avec rinjeclion de-divers gaz, et l'iunploi de réactifs variés. Mais nous n'avons pas à nous occuper ici de ces recherches, qui n'ont pas encore abouti à des résultats pusiiiis. |

En obtenant, à l'état dp fusion, un produit plus on moins complètement affîné, M. Ikssem> r ;i ouvert une voie que d'autres invenieiirs cherchent connue lui à élargir encore, en s'affranchissant de F onéreuse condition de la pureté des fontes. C'est presque toujours, eu ! prioclpe, au pudrllage qu'ils reviennent, mais à un puddiage tt^énei^que, poussé jusqu'à la fluidité du fer, au lieu de Tétât piteux de l'opération ordinaire, et prolongé pendant assez longtemps I pour l'oxydation plus ou moins complète du phosphore et du aoufn j par Toxygène de la scorie.

H. Nystron^ à l'usine de Gtoumt«r prh& PMIade[pfct«, aeoonlento de lancer Tair à la surface du bain.

H. Richaréton injecte. Fair dans le bain, et se rapproche m ce rapport des conditions du BesBemer^ tout en conservant pour râîniination partielle du phosphore la supériorité relative du puddiage.

H* Birard opère dans un four Siemms et fait passer dans b fonte dTabord un courant oxydant, puis un courant de gaz hydrocarimiés destinés à enlever, par leur hydrogène, le soufre et le piiosphore} mais le succès des tentatives faites à Montalaire (Oise) paraît être \ médiocre.

Le procédé de M. Pierre Martin est fondé égalementsur l'emploi du générateur5t< au us, cet instrunientsi précieux pour produire les hames températures et régler les réactions par la composition de la llainrae. Du fer et de la font^, pir:i lai iloment portés au rouge dans un fourauMliaire, sont nus en présence comme dans le rrenspt, tantôt seuls, taiii'it avec addition de minerai riche. Le brassage n'est guèi'e praticable, tlu moins au moyen de ringards en fer, qui entreraient presque imnit^ diatement en fusion. A Firminy (Loire), on opère sur un mélange de fer et de fonte seulement. La sole, formée d'un mélange en volumes égaux de sable alununeux et magnésien, provenant des démoulages, et du même sable cru, résiste assez bien. Elle doit être réparée après chaque opération, mais elle n'est refaite complètement, dit^* qu^" bout de trois semaines de marche. Elle est refroidie extérieurement par un jet de vapeur qui détermine, comme Téchappement des locomotives, un courant d'air contmu. La marche de Topéiation est

GH&P. XL — PBOCÉDÉ DE M. PISMIB MARTIN. i|87

constatée au moyen d'éprouvettes racuëllies dans une aorte de cuiller, et qui sont refroidies et cassées pour observer le grain. (Test ainsi qu'on se guide pour Taddition de ûi fonte, qui se pratique comme dans le procédé Bessemer. La lenteur de la marche de l'opération,- qui

dure de huit à dix heures, se prête à un tâtonnement plus ou moins prolongé et permet de graduer les produits plus facilement que par le procédé Bef semer ; on ajoute souvent ainsi de la fonte à plusieurs reprises. Mais, malgré l'état de fluidité de la matière, l'homogénéité n'est pas complète, souvent môme dans une pièce d'essai. Gela s'explique, I'^ puissant brassage produit dans l'appareil Bessemer, par l'injection de l'air, faisant ici complètement défaut.

Jusqu'ici, M. Martin n'emploie, à Firminy, que des fontes supérieures* Elles proviennent de Mokia-el-Hadid. L'opération est-dle, comme on l'a dit, par le fait même de sa lenteur, plus propre que le procédé Bessemer à éliminer les corps étrangers? Aucun résultat positif n'est venu encore confirmer cette présomption. H est naturel, d'ailleurs, d'opérer d'abord sur des fontes de choii, pour ne pas accumuler, dès le début, toutes les difficultés.

Cette appréciation seinble indiquer que l'acier Martin fabriqué à Firminy était plus carburé que le métal Bessemer essayé par le service de la voie.

Il serait au surplus, pr^^^maturé de porter un jugement sur un procédé qui emprunte au générateur Siemens son seul caractère réel de nouveauté, mais qui est encore à l'état d'essai. Onneq)eut qu'attendre le résultat des études auxquelles M. Martin se livre à ^ireutX D'apr ' s cet ingénieur, on obtient ainsi méthodiquement, au four à révbrbère, quatre produits distincts, ayant leurs applications spéciales : i* l'acier fondu; 2* fer fondu; 3* métal homo^ne; h* métal mixte

(') Note commaniquée par H. DUvue, Ingénleiir en ebef de la ida au réseau de !■ HédllerraDés.

uv, YOIE.

(ronto malléable). C'est surtout au point de vue du traitement des yieux rail??, auxquels iîsemble bien approprié, que ce procédé intéresse les chemins de 1er. D'après l'auteur, les rails penvent former les ^ de la charge, mais pourvu sans doute qu'ils soient exempts de phosphore et de soufre.

M. Parnj a fait, à EbbW'Valê^ de nombreuses recherches pour approprier les foutes impures, et spécialement les fontes phosphoreuses et sulfureuses, au traitement par le procédé Bemm» Le mode auquel il s'est arrêté comprend deux opérations prépar»toîres : 1* un puddUge ordinaire, qui épure le métal par l'actioii de la scorie basique (36A; ; 2" une recarburation par refonte au cubilot avec un grand excès de coke. Il faudrait des fontes à bien bas prix, et de plus, un succès complet, pour qu'un traitement aussi compliqué piit constituer un procédé vraiment industriel. Il y a d'ailleurs, une difficulté : si lepuddlage peut abaisser la teneur en phosphore à un degré admissible, il enlève aussi le silicium, de sorte que la fonte n'en contient plus assez pour passer au convertisseur. 11 faut donc lui en restituer par l'addition d'une fonte spéciale très-siliceuse.

En somme, si le procédé est possible économiquement, ce n'est sans doute que dans des circonstances particulières, et qui se réaliseront rarement.

Telle est la conséquence à laquelle ont conduit les essais faits dans l'usine royale de Kônig^hûite (Prusse), sur des fontes contentât jusqu'à 0,û97 p. 100 de phosphore. Sans condamner d'une manière absolue le procédé Parry, la conclusion de ces expériences est que, dans les conditions où est placée Tusine de Kônigshûtte, remploi des fontes du pays avec application préalable de ce pro- ' cédé, ne peut lutter contre le traitement immédiat au convertiesear des fontes spéciales, malgré l'élévation de leur prix.

a05. Le minerai oolithique du Cleveland, produit des fontes beaucoup trop phosphoreuses pour être traitées au convertisseur. Les maîtres de forge *de la contrée s'efforcent de lutter contre cet obstacle et d'obtenir, par d'autres moyens, un produit affiné fondu. Quelques échantillons ont subi avec succès les épireuves ordinaires; mais il ne s'agit encore que de simples essais d'un procédé, tenu d'ailleurs secret

SM. Les essais si favorables des rails Bessemer ont quelque dKM d'inquiétant pour les producLeuxi» de fer, menacés ainsi dans un de