Processus de Bessemer

“ Certes, il est merveilleux de pouvoir affiner d’un seul coup, comme on le fait aujourd’hui de quinze à vingt tonnes de fonte en vingt minutes environ, tandis que la charge d’un four à puddler n’a jamais dépassé 500 kilogrammes et a toujours exigé une heure de travail au moins. Encore faut-il, lorsqu’on opère sur de telles masses, être assuré du succès. Or, à l’origine du Bessemer, on ne savait pas régler le vent soufflé, on dépassait le but, on brûlait une partie du fer, d’où la formation abondante d’un oxyde qui rendait le métal obtenu impropre à tout usage. ”

“ Le procédé Bessemer emploie le convertisseur, grosse cornue en tôle garnie de matière réfractaire à son intérieur et qui bascule autour de ses tourillons en déversant des torrents d'acier incandescent. C'est là un des plus beaux appareils de l'industrie actuelle. ”

“ 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. ”

“ Le procédé Bessemer est appliqué principalement à la fabrication des rails de chemin de fer. Ses autres applications sont restreintes puisque les débris qui s'élèvent à 1/5 de cette grande fabrication s'accumulent, faute d'emploi dans le commerce, en quantité excessive dans toutes les forges qui fabriquent des rails en acier Bessemer, qui résistent bien au choc, ne plient pas sous la charge des locomotives ; quant à leur durée sous le roulement des trains, elle est incomparablement supérieure à celle des rails en fern (E. MARTIN, Nouveaux procédés defabrication de l'acier, 1869) . ”

“ Ils se bornèrent à lui offrir une somme dérisoire, une fois payée, pour son invention, sans même s’engager à l’utiliser. Bessemer avait pressenti ce mauvais vouloir ; épuisant ses dernières ressources, faisant argent de tout, il créa à Sheffield une fabrique d’acier, et, dès le début, réalisa des bénéfices en livrant à 10 et 15 livres sterling au-dessous des prix courans l’acier de première qualité. Ces bénéfices, il les employa à agrandir sa fabrique, vivant de peu, étendant de plus en plus ses constructions, élargissant le cercle de ses opérations. ”

“ On fabrique avec le métal de Bessemer de la tôle pour chaudières à vapeur, des bandages de roues, des essieux de voitures, des rails, des canons, des projectiles et des objets lourds et durs. L'acier Bessemer paraît moins convenable pour les outils, tels que tarières, ciseaux, instruments de tour, limes, etc., et surtout dans les cas où il importe que les outils conservent leur tranchant d'une manière durable. L'acier mou de Bessemer (fer de Bessemer) est une excellente matière pour la fabrication des tôles minces qui doivent être étamées ou employées pour la confection d'objets estampés. ”

“ 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. ”

“ Ce qu'il y a de sûr, en définitive, c'est que des ingénieurs très-expérimentés et des plus déterminés en faveur d'une tôle fondue, repoussent aujourd'hui le Bessemer et n'admettent que l'acier fondu au creuset comme conciliant seul jusqu'à présent le degré nécessaire de douceur, et l'homogénéité. ”

“ En y regardant de bien près, on s'apercevra aisément que l'histoire des progrès de la sidérurgie n'est autre que celle des perfectionnements des systèmes de chauffage. On a vu combien Bessemer et Siemens ont révolutionné l'art des forges, et ouvert de nouveaux horizons, en trouvant le moyen d'élever les températures à un degré tel qu'il n'a de limites que le degré même de résistance des fours à la fusion, et, en second lieu, l'arrêt des réactions chimiques à ces mêmes températures, sous la pression atmosphérique. ”

“ Or, par l’emploi du Bessemer, on peut se débarrasser du silicium, du manganèse et du carbone ; ne peut-on pas aussi se débarrasser du soufre et du fer, qui sont plus oxydables que le nickel et que le cuivre ? ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ La France, l’Autriche, l’Allemagne conférèrent à Henry Bessemer les plus hautes distinctions, sans les accompagner cette fois de la réserve usitée, et le gouvernement anglais, cédant enfin, bien qu’encore d’assez mauvaise grâce, à la pression de l’opinion publique, se décida tardivement à l’élever au rang de baronnet.
IV En tout temps et en tout pays, on a tenu en pitié le sort des inventeurs. Et, de fait, il semble que la fortune prenne à tâche d’épuiser sur eux ses rigueurs. Pour quelques-uns qui, plus vaillans, la domptent, combien succombent à la tâche ! ”

“ 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. ”

“ Les matières premières exigées par le système Martin doivent être pures, mais relativement moins que pour le Bessemer, attendu que l'opération, qui a lieu sur 4 à 5,000 kilos, dure ici de dix à douze heures, et que, pendant ce long affinage, les substances étrangères ont mieux le temps de s'écouler avec les scories ; l'on est aussi plus sûr du résultat, tout le temps voulu étant laissé aux hommes pour tâter la matière, la corriger dans .un sens ou dans l'autre, l'amener enfin au point exact où on la désire. ”

“ La fonte de Besiscza va directement des hauts fourneaux aux cornues Bessemer; elles sont au nombre de trois, tenant 9 tonnes chacun. La production annuelle en lingots Bessemer est de 9,000 tonnes.
La forge comprend 11 fours à puddler, et une trentaine de fours à réchauffer ou à souder, pour la transformation du fer brut et des lingots d'acier en rails, bandages, etc. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Le procédé Martin devait donc permettre et a permis, en effet, ce que ne permet pas le Bessemer : la fabrication en grande masse, et à volonté, avec le même appareil d’affinage, d’aciers de compositions variées et parfaitement déterminées.
D’ailleurs, le Martin ne l’emporte pas seulement sur le Bessemer par la variété et par la supériorité de ses produits. Aujourd’hui, grâce à ses perfectionnemens successifs, grâce à l’emploi de véritables fours à fabrication continue où l’on affine plus de 200 tonnes de fonte par 24 heures, il tend à l’égaler comme puissance de production. ”

“ Ils repoussent aujourd'hui un métal capricieux « traître » avec lequel, dit-on, les moyens de vérification préalable, parfaitement sûrs pour le fer, sont souvent en défaut.
Les chemins français n'ont d'abord employé la tôle Bessemer qu'en faible proportion, et après refonte préalable au creuset. A la suite de la guerre de 1870-71, une grande sévérité dans la surveillance de la fabrication n'était guère compatible avec l'urgence du renouvellement du matériel, et la tôle Bessemer, à peu près exclue jusque là,
fut admise, au moins tacitement. ”

“ 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. ”

“ Le bec doit être très large, parce qu'il tend à s'obstruer. Il faut une fosse de coulée de chaque côté du convertisseur symétrique : il est bon de placer les lingotières sur des chariots pour enlever rapidement les scories et le métal. Enfin, le fond doit être entièrement démontable et des appareils spéciaux permettent son remplacement rapide lorsqu'il est usé.
Emploi des scories. — Les scories phosphatées du Bessemer sont souvent utilisées comme engrais par l'agriculture. ”

“ Cette méthode donne un produit bien supérieur à l'acier Bessemer : tandis que ce dernier offre une cassure plus ou moins semblable à celle de la fonte, qu'il se trempe mal et se soude difficilement, l'autre, au contraire, présente l'aspect grenu de l'acier fondu, se travaille et se soude facilement, se trempe bien et est aussi résistant que les meilleurs aciers. ”

“ La chaleur due à la combustion du silicium est même tellement nécessaire, que, dans la fabrication des fontes de Bessemer, on favorise sa formation, ce que l'on éviterait soigneusement, comme nous l'avons vu, s'il s'agissait du travail du fer. Certains minerais d'Autriche, par exemple, trop fusibles pour permettre la température à laquelle la silice se réduit aisément, donnent des fontes qui manquent de ce combustible pour l'opération Bessemer, et l'on est obligé d'y obvier en lançant de l'air fortement échauffé et même chargé mécaniquement de poussière de carbone. ”

“ Les inventions modernes réduisent les frais de fabrication sans peser sur la demande de travail. Dans les fours de Siemens, on obtient des résultats supérieurs avec une moindre dépense de combustible. Par le procédé Bessemer, l'acier se purifie automatiquement par la combustion des substances nuisibles qu'il renferme. ”

“ Ce n'est qu'en 1859, en Suède, qu'une usine fonctionna régulièrement avec ce merveilleux appareil; ce fut alors aussi que Bessemer commença à recevoir les bénéfices d'une invention qui avait absorbé sa fortune; et lorsque huit années après j'eus l'occasion de le voir à Londres, on faisait par son procédé environ 100,000 tonnes de fer fondu par an, ce qui lui fournissait un revenu de deux à trois millions.
Constatons, en passant, que notre siècle est en progrès, les inventeurs sérieux loin d'y être méconnus, ou persécutés, tirent souvent de leurs recherches honneur et profit. ”

“ L'acier Bessemer se fabrique par une méthode d'affinage spéciale, qui consiste à faire passer à travers la fonte liquide des courants d'air à haute pression. Ces courants brassent la masse entière, et vont brûler jusque dans la dernière molécule de fonte, le carbone, le soufre, le silicium. La masse reste liquide, grâce à la chaleur que lui fournissent les réactions chimiques, et, en arrêtant l'opération au moment convenable, on obtient un métal homogène, étirable, qui se travaille comme l'acier fondu. ”

“ 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. ”

“ Une heure dans ce système c'est deux minutes dans celui de Bessemer ; faire du Bessemer, c'est tirer une hirondelle au vol; faire du Martin, c'est la tirer au repos.
On comprend que la réussite pratique du chauffage Siemens et de la fabrication de l'acier Martin
étant acquise, les additions, les perfectionnements ou les changements ne se sont pas faits attendre ”