ccessives du gaz carbonique en oxyde et de l’oxyde en gaz s’opèrent de couches en couches jusqu’à la hauteur du gueulard où les gaz constitués par un mélange d’azote, d’anhydride carbonique et d’oxyde de carbone sortent à une température d’environ 400° pour se rendre dans les appareils de récupération. Cela constitue la marche ascendante des gaz.
Les matières solides : minerai, fondants, coke, qui sont chargées de temps à autre, dessèchent dans la partie supérieure du haut-fourneau. Dans la partie inférieure de la cuve et au ventre s’effectue la réduction de l’oxyde de fer par l’oxyde de carbone. Dans les étalages où la température varie entre 1.600° et 1.700° le fer se combine au carbone en excès et donne la fonte, alors que le laitier se forme par la combinaison de la silice, de l’alumine et de la chaux. Le laitier, étant fusible à la température où l’on opère, descend dans le creuset avec la fonte à l’état de fusion et, plus léger que cette dernière, il surnage. Comme deux trous sont ménagés, l’un au fond du creuset, l’autre à un niveau plus élevé, il suffit de les délivrer de leur bouchon d’argile pour que la fonte s’échappe par le premier et les scories, plus légères, par le second. Cela constitue la marche descendante des matières solides.
Par ce traitement au haut-fourneau on obtient la fonte blanche et les fontes spéciales destinées, après affinage, à donner les fers et les aciers et la fonte grise de moulage. La nature de la fonte obtenue dépend essentiellement : de la composition chimique du minerai employé ; du lit de fusion ; de la température qui règne dans la zone de fusion et de la vitesse de refroidissement pendant la solidification.
L’affinage a pour but d’éliminer la plus grande partie des corps étrangers que nous avons signalés plus haut et qui se trouvent dans la fonte en combinaison avec le fer. Il repose sur l’oxydation de ces corps par l’oxygène de l’air ou par les oxydes de fer, les impuretés étant plus oxydables que le fer. Ce traitement s’effectue selon différents procédés : le four Martin-Siemens, le convertisseur Bessemer et le traitement basique de Thomas et Gilchrist. Cet article est déjà trop technique pour que nous nous permettions de décrire chacun de ces procédés. Il nous suffira de signaler que l’amélioration qu’apportèrent au convertisseur Bessemer les anglais Thomas et Gilchrist en 1875, aboutissant à l’élimination du phosphore, a permis l’utilisation du minerai phosphoreux jusqu’alors inutilisable. Pour obtenir les aciers spéciaux on ajoute, dans des proportions déterminées, les éléments indispensables à la combinaison désirée.
Cuivre. – Le cuivre est, après l’argent, le meilleur métal conducteur de chaleur et d’électricité. Comme il est moins rare que l’argent, partant meilleur marché, on l’emploie chaque fois qu’on a besoin d’un bon conducteur calorifique ou électrique. Aussi est-il fait une grande consommation de cuivre, dans les industries électriques, la fabrication des chaudières, d’alambics, d’appareils de distillerie, de raffinerie, etc…
On rencontre le cuivre dans la nature, à l’état d’oxyde, de carbonate, mais surtout de sulfure. Le cuivre natif, très peu oxydé, est simplement soumis à la fusion dans un four à réverbère. À l’état d’oxyde le minerai est réduit par le coke en présence d’un fondant.
La métallurgie des minerais sulfurés est, pratiquement, plus compliquée. Voici quel en est le principe : le minerai est soumis successivement à des grillages et à des fusions répétés jusqu’à l’obtention d’un cuivre impur. Au cours des grillages, le soufre, l’arsenic, l’antimoine se trouvent partiellement brûlés. Le gaz qui se dégage pendant ces opérations est transformé ordinairement en acide sulfurique. Dans la fusion on ajoute au minerai grillé des produits siliceux dont le rôle consiste à se combiner à l’oxyde de fer, qu’il contient en faible proportion, pour former des silicates fusibles. La
Le cuivre pur est de couleur rouge ; son point de fusion est de 1085° ; à 2100° il bout ; sa densité est de 8.85. À l’air humide il se recouvre d’hydrocarbonate de cuivre appelé communément vert-de-gris. Après le fer, la fonte et l’acier, le cuivre est le métal le plus employé soit à l’état pur, soit en alliages. Les principaux alliages de cuivre sont les bronzes (cuivre et étain) et les laitons (cuivre et zinc).
Pour les autres principaux métaux qui viennent, par leur importance dans la vie industrielle, après le fer, la fonte, l’acier et le cuivre, nous nous bornerons à une simple énumération accompagnée de leurs propriétés essentielles.
Le Plomb. Le plomb est un métal gris bleuâtre, mou, très malléable, ductile. Il fond à 327° et bout à 1250°. Sa densité est de 11,2. L’Étain. L’étain est blanc d’argent avec reflet bleuâtre, c’est le plus fusible des métaux (point de fusion 232°). Son point d’ébullition est d’environ 2.170° et sa densité 7,22. Le Zinc. Le zinc est un métal d’un blanc bleuâtre qui fond à 412° ; sa densité est de 6,8. L’Aluminium. Métal blanc légèrement bleuté, fond à 650°. C’est le métal usuel le plus léger (densité 2,5). Il est ductile et malléable. Le Mercure. Liquide blanc et très brillant, il est l’un des métaux les plus lourds (densité 13, 51). Il se solidifie à -39°5 et bout à + 357°. Le Platine. Le platine est blanc lorsqu’il est aggloméré et noir lorsqu’il est en poudre. C’est le métal le plus lourd (densité 21,5), son point de fusion se situe aux environs de 1780°. Étant inoxydable et inattaquable par les acides il est très employé dans la chimie et la physique. L’Or. À l’état pur, métal jaune clair, il est mou et le plus ductile et malléable de tous les métaux. Sa densité est de 19,5. Il fond à 1065° et bout à 2800°. Comme le platine il est inoxydable. L’Argent. Métal d’aspect blanc éclatant qu’il doit à son grand pouvoir réfléchissant ; sa couleur véritable est jaune. Sa densité est de 10,5. Après l’or, il est le plus malléable et le plus ductile des métaux. Son point de fusion est de 962° et d’ébullition 1850°.
Alors que les minerais, et particulièrement le minerai de fer, sont répandus dans toutes les parties du globe, très peu de pays possèdent une métallurgie importante. Cela tient à deux facteurs : l’absence de houille en quantité suffisante et les difficultés d’accession pour l’exploitation.
Comme nous l’avons remarqué dans le chapitre précédent, la métallurgie emploie comme matière première non seulement le minerai, mais aussi le charbon. D’où la nécessité, pour produire les métaux dans de bonnes conditions, d’avoir abondamment dans une même région et la houille et le minerai. Comme cette condition n’est pas toujours réalisée par la nature, la métallurgie s’est développée surtout dans les grands bassins houillers et à proximité des grandes voies maritimes ou fluviales, le minerai allant à la rencontre de la houille parce que de moindre valeur. Il arrive même quelquefois que les hauts-fourneaux, les forges et les aciéries s’établissent dans des régions dépourvues de houille et de minerai, au voisinage de ports situés sur les grandes voies maritimes. La houille et le minerai matières encombrantes et de valeur relativement faible, ne sont transportés dans des conditions avantageuses et en grosses quantités que par voie d’eau, le transport
