Procédé Bessemer

“ 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) . ”

“ Les combinaisons du procédé Bessemer sont si bien conçues que peu d'accidents graves se sont en- core produits, dans ces opérations où on manœuvre
une masse liquide qui contient une somme fabuleuse de calories ; rien n'arrêterait un tel fluide s'il venait à se renverser dans l'usine, il y répandrait partout la mort, la dévastation et l'incendie. ”

“ 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. ”

“ Les rails en acier faits avec de la fonte d'hématite, soit par le procédé Bessemer, soit par le procédé Siemens-Martin, résistent sans aucun doute incomparablement mieux que tout autre rail dont la matière constituante est le fer ”

“ 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. ”

“ Les grues puissantes et des ponts-roulants desservent les divers appareils et servent a la manutention des grosses pièces.
La fabrication de l'acier, dont la consommation augmente tous les jours, a fait des progrès considérables ; nos illustrations montrent les puissants et gigantesques appareils mis en service pour cette importante production. L'application, en 1855, du procédé Bessemer, grâce auquel il fut possible de faire la conversion directe de la fonte en acier fondu, a constitué un progrès remarquable ”

“ 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. ”

“ 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 ”

“ 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. ”

“ Au pied méridional du Sômmering, non loin de Murzuschlag, est l'usine de Neuberg, appartenant depuis trois ans, avec la fonderie de Mariazeli, à une société privée. Le procédé Bessemer y fut établi, dès i 86/i, sous la haute direction de M. Tunner. La fonte est prise, soit directement au haut fourneau, soit refondue au cubilot. En vue de réchauffer le bain, on insuffle à l'origine du charbon de bois, en poussière fine, dans la proportion de 15 à 20 kilogrammes par 4,ooo à 5,ooo kilogrammes de fonte. Le métal obtenu est transformé en majeure partie en bandages de roues et en tôle forte. ”

“ Cette épaisseur est à peu près la même (9 millim.) dans les machines à six roues accouplées du Midi, timbrées à 9 atmosphères et de 1 m, 361 de diamètre. Elle a été portée à 10 millimètres dans les machines à huit roues.
49. Tôle d'acier Bessemer. - Le procédé Bessemer, chaque jour plus sûr de lui et de l'uniformité de ses divers produits, semblait apporter à l'industrie une série de termes applicables à tous les usages sans exception; mais si le succès est'complet aujourd'hui pour les rails, pour les essieux (II, 304) ; pour les chaudières, il est médiocre. ”

“ Quel que soit le procédé employé, que l’affinage de la fonte ait lieu dans de petits foyers au charbon de bois, comme on le pratiquait dès l’antiquité, qu’il s’exécute dans des fours couverts dits à puddler, où enfin qu’il se réalise sans addition d’aucun combustible, par le procédé si ingénieux de Bessemer, c’est toujours l’oxygène de l’air qui brûle non-seulement le carbone, mais aussi le silicium de la fonte et une partie du fer. ”

“ 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. ”

“ Le convertisseur utilise comme matière première de la fonte liquide. Le four Martin utilise généralement un mélange de fonte et de riblons d'acier en marche acide (en général 1/5 à 2/5 de fonte) ; en sole basique, on peut employer 100 p. 100 de fonte, en ajoutant la quantité voulue? de minerai pour l'affiner. Ceci ne peut avoir lieu sur sole acide : un trop fort pourcentage d'oxyde de fer se. combinerait à la silice de la sole. Les procédés Bessemer et Thomas réclament des matières premières de composition relativement définie. Le procédé Martin acide a aussi ses exigences à ce point de vue ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ L'affinage de la fonte sous l'action d'un courant d'air qui produit l'oxydation du silicium, du manganèse et du carbone ; c'est le principe du convertissage. On sait que l'opération peut avoir lieu dans un appareil possédant un revêtement acide, ainsi que l'avait découvert Bessemer, et alors on n'y peut traiter avec succès qu'une fonte non phosphoreuse ; ou dans un appareil à revêtement basique, préparé industriellement pour la première fois par Thomas et Gilchrist avec de la dolomie, qui permet de déphosphorer la fonte. ”

“ 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. ”

“ 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. ”