Acier Bessemer

“ Parmi les Compagnies qui font exclusivement usage de l’acier, les unes emploient la même qualité d’acier pour les bandages de tout leur matériel; d’autres exigent des aciers de qualité supérieure pour les bandages des locomotives, et des voitures à voyageurs. Parmi les aciers employés, on distingue les aciers puddlés et les aciers fondus. Ceux-ci sont de beaucoup les plus répandus. Ils se divisent eux-mêmes en diverses catégories, selon le procédé de production. Les plus employés sont : l’acier fondu au creuset, l’acier Thomas et Gilchrist, l’acier Martin-Siemens et surtout l’acier Bessemer. ”

“ Le procédé de M. Bessemer ouvre des voies nouvelles à la fabrication de l’acier. Il épargne le combustible à un degré jusqu’ici inespéré ; il est d’une grande simplicité, puisqu’il se réduit à faire passer un courant d’air dans la fonte liquide, qu’on peut prendre au sortir même du haut-fourneau où elle vient de se former, et il permet d’opérer à la fois sur 2,000 kilogrammes de matière, qui en un quart d’heure est passée à l’état d’acier. ”

“ L'acier Bessemer est fabriqué dans six cornues de 10 tonnes chacune, recevant directement la fonte des hauts fourneaux. Outre cela, l'usine renferme aussi de nombreuses batteries de fours Martin et quelques fours pour la fusion de l'acier au creuset. ”

“ On peut dire que la découverte de l'acier Bessemer est appelée à produire une véritable révolution dans l'industrie : l'acier se substituera de plus en plus au fer, et les organes de nos machines seront à la fois plus solides et plus légers. Les compagnies de chemins de fer commencent déjà à substituer les rails d'acier aux rails de fer.
Usages de l'acier. — Les aciers naturels sont employés dans la fabrication des sabres, des épées, res fleurets, des scies, des ressorts de voiture, des instruments aratoires ”

“ Ces mouleries d'acier Bessemer travaillent en seconde fusion ; les cubilots qui les alimentent refondent un mélanfle de scraps et masselottes de la fonderie et de fonte Bessemer suffisamment riche en silicium et en manganèse pour permettre, tout en utilisant ainsi les déchets de la fabrication des moulages, de livrer à l'aciérie une fonte de composition convenable pour la conversion Bessemer. ”

“ Car l'acier Bessemer, obtenu au convertisseur, constituait un métal excellent, et toutes les aciéries du monde adoptaient les unes après les autres cette méthode de fabrication consistant à injecter de l'air dans la masse de fonte en fusion pour brûler l'excès de carbone qui s'y trouve mélangé et obtenir de l'acier avec une dépense infiniment moins grande que par tout autre procédé, tel que celui de la cémentation entre autres. ”

“ En général, au Bessemer comme au Martin, on dépasse d'abord le but: on prolonge l'affinage jusqu'à ce que l'on ait oxydé la presque totalité du carbone et une petite partie du fer : le bain se compose donc alors d'acier extra doux, mélangé d'oxyde de fer qui en diminue la fluidité. C'est cette mixture qu'il s'agit de transformer en acier sain. Il faut régénérer le fer en réduisant l'oxyde qui rendrait le
métal pailleux ; c'est ce que l'on appelle le raffinage : il faut aussi restituer du carbone à l'acier, afin de lui communiquer la dureté voulue ”

“ Décupler, centupler ces quantités, arriver à fondre en grandes masses, tel était l’objectif, que de leur côté, poursuivaient Henry Bessemer en Angleterre, Krupp en Allemagne. Dès 1862, ce dernier envoyait à l’exposition de Londres un lingot d’acier fondu de 20,000 kilogrammes et un arbre coudé plus surprenant encore, puisqu’il provenait d’un lingot de 25,000 kilogrammes. Peu d’années plus tard, l’usine Krupp occupait 10,000 ouvriers et fabriquait 130 millions de livres d’acier par an. ”

“ Les procès Sudre et Bérard gagnés, la publication de ces brevets en France d'abord en assurera la validité. La Société des aciers Martin pourra compter sur la fabrication de l'acier pour rails avec les bouts Bessemer et sur l'acier commun de qualité supérieure à l'acier Bessemer; ce point est fort important, après avoir essayé la qualité d'acier avec les bouts de Terrenoire, il faut essayer l'emploi du Bessemer anglais et de celui de Suède. Ces essais nous éclairent sur la possibilité d'exportation de l'acier Martin. ”

“ L'acier Bessemer seul manque jusqu'à présent. Les creusets, pour la fusion de l'acier, sont exclusivement chauffés dans dix grands fours Siemens, tenant chacun dixhuit à vingt creusets. On les chauffe au lignite, et l'on ne consomme, par 100 kilogrammes de lingots, que 2 5o kilogrammes de combustible. La production annuelle en acier au creuset est de i,5oo tonnes. On fait surtout de l'acier doux pour canons de fusil. Les aciers fondus peu carburés, nos 5,
6 et 7 de la classification Tunner, sont assez doux pour pouvoir se souder facilement, soit sur eux-mêmes, soit sur le fer. ”

“ Ils sont moins chers que ceux en fer, malgré leur qualité bien supérieure. La transformation de la fonte en acier ne revient pas à plus de 20 francs par tonne au Bessemer, 30 francs au Martin.
Au point de vue chimique, la fabrication de l'acier a reçu des transformations encore plus importantes. Aux débuts du Bessemer et du Martin, on ne savait produire couramment que certaines qualités de métal, et on était obligé d'employer des matières premières choisies : une partie importante des minerais de fer ne pouvait être utilisée par cette industrie nouvelle. ”

“ Les procédés Bessemer et Martin fournissent ces lingots homogènes, le premier en affinant la fonte par l'air seul, le second en faisant réagir du fer doux sur la fonte. Mais les deux méthodes supposent des fontes pures et sont par ce motif d'une application limitée : obtenir aussi de l'acier fondu ou du fer homogène avec les minerais communs, voilà pour le moment, le grand desideratum de toutes les personnes qui travaillent le fer. ”

“ La fabrication de l'acier, dont la construction métallique en général et celle des machines en particulier, fait une si grande consommation, s'opère par diverses méthodes usuelles.
En 1855, Henry Bessemer indiqua le procédé qui porte son nom. Il montra la conversion directe de la fonte en acier fondu par le passage au travers de la masse en fusion de jets d'air fortement comprimé; ces jets accomplissent simultanément l'oxydation et le brassage. ”

“ L’acier fabriqué par le procédé Bessemer convient parfaitement à ces divers usages. Pour les tôles, — depuis les feuilles aussi minces que du papier jusqu’aux plaques de 2 et 3 centimètres d’épaisseur ; — pour le matériel de guerre ; pour la confection des machines ; et en général pour tous les objets dont la valeur se compose de main-d’œuvre autant ou plus que de matière, on emploie l’acier Martin-Siemens. Il se fabrique au Creusot une égale quantité de l’un et de l’autre. ”

“ Le choix du fer et de l'acier est très-important; les meilleurs fers sont ceux qui proviennent des forges catalanes ou de l'affinage des fontes au charbon de bois; l'acier doit être aussi pur que possible ; l'acier cémenté est le meilleur, viennent ensuite les aciers puddlé, Bessemer et Martin.
Le métal à canon est plus fusible que le fer, on peut le fondre dans un four à acier et en former des masses offrant une grande homogénéité ; il offre la dureté et surtout l'élasticité qu'exige la confection des bouches à feu. ”

“ La fonte est fondue sur la sole d'un four Siemens, puis on y incorpore peu à peu du fer, des riblons, parfois du minerai de fer pur, de manière à diminuer peu à peu la teneur du bain en carbone. Ce corps s'élimine du reste en partie par oxydation lente. La fabrication de l'acier, par ce moyen, est plus coûteuse et beaucoup moins rapide qu'au Bessemer : le traitement d'une charge dure huit à douze heures, au lieu de se faire en vingt ou trente minutes. ”

“ La fabrication Bessemer, quand elle est bien conduite, permet de repasser dans la cornue, à une température suffisante, une certaine proportion de bouts de rails en acier provenant des déchets du laminage ou de barres rebutées ; mais cette addition ne peut se faire qu’au détriment de la parfaite qualité du produit. En aucun cas, dans l’opération Bessemer, il n’est possible de faire remploi de vieux rails en fer qui renferment toujours une notable proportion de phosphore ou de soufre, matières nuisibles pour la résistance du métal. ”

“ M. Bessemer, le premier, a mis à la disposition de l'industrie le fer en grandes masses, dans un état qui a pour caractères l'homogénéité, la continuité. Quant à la dénomination d'acier fondu, elle s'applique assez mal à un produit qui, suivant les applications, doit être ou n'être pas de l'acier : acier fondu pour les rails, car il doit pouvoir prendre la trempe ; fer fondu pour les tôles à chaudières, qui ne doivent être reçues qu'à condition d'être incapables de prendre la trempe. ”

“ Je n'ai parlé jusqu'à présent que de l'acier. Il ne faudrait pas croire que le fer forgé soit devenu une quantité négligeable : on en fabrique encore 7 à 800.000 tonnes en France. La production absolue n'a pas baissé depuis l'invention du Bessemer; s'il a perdu le débouché des rails, ceux qu'il a conservés comme les poutrelles, les tôles, se sont élargis : cependant même sur ce domaine, l'acier gagne du terrain. ”

“ L'aciérie surtout reçoit de grands développements; elle renferme déjà quatre cornues Bessemer de 5 à 7 tonnes, et bientôt on doit en établir six autres, ainsi que plusieurs hauts fourneaux, propres à la production de la fonte à acier. On y fondra des minerais d'Espagne (Sommo-Rostro) .
Deux autres établissements ont exposé de l'acier : l'aciérie d'Angleur, fondée seulement en 1872, et la société anonyme de la fabrique de fer d'Ougrée, à Seraing, qui prépare, en métal Bessemer et en acier puddlé, des bandages et des essieux justement appréciés. ”

“ L’économie de combustible dépassait 3,500,000 tonnes de charbon. A l’étranger, la production s’élevait à 2 millions de tonnes d’acier. On estime à 20 millions de livres sterling (500 millions de francs) l’économie annuelle que l’industrie réalise par l’emploi des procédés de Bessemer, et à 170 millions de livres sterling (4,250 millions de francs) celle qui est résultée, pour l’Angleterre seule, de l’usage des rails Bessemer. ”

“ Elle est reliée par un petit chemin de fer de 10 kilomètres à une mine de lignite qui lui fournit 100.000T. Elle produit 25.000T d'acier Bessemer, 32.000T d'acier Martin, 1.100T de tôles pour ponts, 1.600.000 briques.
Ses aciers, assez médiocres, sont exclusivement employés pour les rails. ”

“ L'application de ce même principe, à la combinaison de l'oxygène avec le carbone, le silicium, etc.. paraît fournir un utile éclaircissement pour la production des lingots d'acier coulés sans soufflures.
Par les procédés ordinaires de fabrication de l'acier, on obtient une température élevée : elle est très-élevée en particulier dans le procédé Bessemer ”

“ Depuis quinze ans, la situation a changé de face : avec la possibilité d'affiner toutes les fontes, l'avantage est revenu à ceux qui peuvent produire cette matière première à bon marché. Pour les aciers communs (tels que les rails) , la Moselle a repris la tête de la production.
Parmi les anciennes usines qui avaient le monopole du Bessemer acide, celles qui étaient le mieux situées ont seules pu continuer la lutte. Dans les autres, on ne produit plus guère l'acier qu'au four Martin, pour les fabrications qui demandent des qualités supérieures, et où
le prix de revient a moins d'importance. ”

“ Pendant longtemps l'emploi de l'acier fondu a été limitepar la difficulté de l'obtenir en masses considérables. En 1856, M. Bessemer a résolu le problème en fabriquant l'acier à l'état d'acier fondu et en le coulant dès qu'il est fabriqué. Cette méthode permet de couler des pièces d'un volume considérable : les pièces d'un mètre cube se font d'une manière courante. ”

“ Le four Martin se prête mieux que la cornue Bessemer aux "alliages et à l'obtention de grandes masses fondues. Aussi c'est au four Martin que se coulent les pièces de machines en acier, et que se font les alliages d'acier au chrôme pour tôles et projectiles, et que plus récemment le Creusot a obtenu les plaques de blindage en acier au nickel.
Classification des aciers Bessemer et Martin-Siemens. — La seule classification qui existe est basée sur le coefficient de rupture qui croît avec la teneur en carbone. ”

“ Les appareils Bessemer s'y répandent rapidement. Dix usines sont déjà installées pour cette fabrication; 125,000 tonnes de fonte ont été affinées par ce procédé, en 1872 ; il en est résulté 90,000 tonnes de rails, qu'il faut ajouter aux 750,000 ci-dessus citées, et 10,000 tonnes de produits divers. Outre cela, on a fabriqué, au creuset et dans les fours Martin, 30,000 tonnes d'acier fondu proprement dit.
La production américaine se développe d'autant plus rapidement que la consommation lui est encore notablement supérieure. L'importation tend cependant à décroître d'année en année. ”

“ Les usines qui fabriquent l'acier en grande quantité ont intérêt à avoir des installations puissantes et une production intensive pour diminuer le prix de revient. Mais celles où l'on fabrique de petites pièces, ne peuvent pas utiliser ces appareils géants. Il faut avoir au moins 100 tonnes d'acier à produire par jour pour justifier l'installation d'un atelier Bessemer et pour en amortir le prix. ”

“ L'atelier des mélangeurs est à deux étages : l'étage d'amenée et l'étage de départ. La manœuvre de basculement se fait au moyen d'un piston hydraulique. Aciérie Bessemer. — aciérie Bessemer est basée sur le principe suivant : enlever à la fonte une partie du carbone par l'introduction d'air soufflé qui le brûle ainsi que le silicium ; puis ajouter du manganèse qui détruit l'oxyde de fer formé, apporte la quantité de carbone nécessaire à l'acier qu'on veut obtenir et rend les scories fusibles. ”

“ Ces conclusions, vérifiées par de nombreuses expériences répétées sur plusieurs coulées obtenues tant par le procédé Siémens-Martin que par le procédé Bessemer, nous paraissent infirmer l'opinion professée par la Société de Terre-noire sur l'innocuité du forgeage ou du laminage dans le développement des qualités résistantes de l'acier fondu.
L'opinion de la Société de Terre-noire s'applique, il est vrai, à l'acier coulé sans soufflures par les procédés spéciaux à cette société ”