Fonte d’acier – Acier coulé – 265

Fonte d’acier
139. Avant d’aborder la question de la coulée
de l’acier, il nous faut insister sur une distinction
très importante, qui n’est souvent pas suffisamment
faite dans la pr~tique industrielle,
entre la fonte d’acier, provenant de la coulée
directe de l’acier des creusets 01.1 fours diver&,
dans lesquels le métal est en fusion, dans les
moules constituant la forme de la pièce à obtenir,
et une fonte d’acier obtenue comme la
fonte malléable, par la décarburation plus
complète de pièces coulées en une fonte ordinaire
convenablement choisie. La confusion
souvent faite entre ces deux procédés est soigneusement
entretenue par les fondeurs de fonte
malléable qui tiennent à conserver le nom de
fonte d’acier aux pièces obtenues par décarburation
et qu’ils fabriquent presque tous concurremment
avec les premières. Nous réserverons
le nom d’acier coulé ou d’acier moulé au
métal obtenu par la méthode de coulée directe,
et nous l’étudierons plus loin. Quant à la fonte
d’acier obtenue par la cémentation oxydante
nous allons en dire quelques mots. ‘
La fabrication des pièces en fonte d’acier
par décarburation s’effectue de facon absolument
analogue à celle que nous venons de voir
pour la fonte malléable.
La fonte blanche, produite le plus souvent
au cubilot en utilisant des déchets de fer, riblons
d’acier, et des fontes de Suède, ne contient
pas, à la coulée, plus de 1,8. à 2,2% de
carbone, par conséquent la température nécessaire
à la fusion, déjà plus haute pour la fonte
malléable que pour la fonte ordinaire, est en.
core plus élevée dans le cas de la fonte d’acier.
Des additions de ferrosilicium ou d’aluminium
sont nécessaires pour éviter les soufflures plus
abondantes dans cette coulée que dans les précédentes.
Un refroidissement extrêmement lent des pièces
allssitôt coulées, et placées de suite dans
des fours dits « à refroidir 1>, hermétiquement
fermés, permet de diminuer la fragilité des pièces.
On passera ensuite à la cémentation oxydante
comme pour les pièces en fonte malléable.
IV
Acier coulé
140. La coulée de l’acier dans les moules en
sable, afin d’obtenir des pièces plus résistantes
que celles en fonte ordinaire, ou possédant
certaines propriétés, telle que la perméabilité
magnétique, que ne possède pas la fonte ordinaire,
est relativement récente. Les procédés
indiqués précédemment, de décarburation d_e
la fonte par cémentation oxydante, ne peuvent
convenir, avons-nous dit, que pour des pièces
assez peu épaisses: 30 miEimètres au maximum;
pour obtenir des pièces homogènes plus
épaisses, il est nécessaire de recourir à l’acier
coulé. Mais les difficultés de la fusion de l’acier
à haute température : f3 à 1400°, arrêtaient
complètement le développement industriel <le
la coulée rle l’acier; cc n’est que lors de l’apparition
<les procédés Bessemer. 1mis de l’invention
du raffinage au réverbère suivant le
Fonte d’ac ier – Acier coulé – 265
procédé Martin, que la fonderie d’acier prit
un essor . considér.able. Actuellement l’acier
coulé est extrêmement répandu dans l’industrie
des machines, des chemins de fer, des constructions
électriques, et on produit des moulages
d’acier en quantité absolument comparable
au moulage de fonte ordinaire.
Cependant la fabrication de l’acier moulé
reste tout à fait délicate. La température de fusion
extrêmement élevée, et qui oscille entre
1480° -pour l’acier à 1 % de C. à 1350° pour
l’acier à 1,5% est cause de la plupart des difficultés
de la coulée, d’autant que la masse à
couler doit être surchauffée sensiblement audessus
de son point de fusion pour lui permettre
d’épouser correctement la forme des moules.
Les gaz inclus sont facilement emprisonnés,
créant des soufflures nombreuses, tandis que
le retrait considérable: 16 à 22 millimètres par
mètre, cause au centre des pièces desretassures
que n’annulent pas toujours complètement les
masselottes les plus importantes. .
Moula ge. -Les moulages d’acier sont faits
de la même façon que ceux de fonte et par
les mêmes procédés. Cependant, par suite de
la très haute température de la coulée, il est
nécessaire d’avoir des sables très réfractaires,
tout en conservant assez de plasticité pour
épouser correctement les formes des modèles.
Ces sables contiennent une assez forte proportion
de débris de creusets et de briques finement
pulvérisés, environ la moitié, puis des
vieux sables, des argiles réfractaires, du coke
ou de fa plombagine en proportions variables.
F usion. La fusion d’acier s’effectue,
pour la coulée en vue de la fabrication des
·moulages d’acier, par les mêmes· procédés que
ceux qui ont été décrits dans l’étude de la Métallurgie
(TITRE II) pour la coulée des lingots
d’acier à laminer. C’est-à-dire que cette fusion
s’opère au creuset, au convertisseur ou au four
Martin. Nous ne dirons que quelques mots brefs
de ces procédés, renvoyant le lecteur au chapitre
ci-dessus indiqué.
La fusion au creuset, la plus ancienne, convient
tout particulièrement pour l’obtention de
moulages de qualité; c’est un procédé de choix
qui donne un métal homogène et privé presque
entièrement de gaz. Les creusets employés sont
en argile ou en graphite, la matière composant
le creuset ayant une grosse importance sur la
qualité de l’acier obtenu, par suite du remplacement
partiel du carbone mis en liberté dans
l’acier par celui emprunté au creuset. On charge
dans ces creusets de l’acier doux et des fontes,
spiegel ou ferrosilicium, de composition exactement
connue et on les place dans des fours
potagers, oû oscilla.nts système Piat ou Rousseau.
Dans les meilleurs types de ces fours.
on consomme 110 à 130 kg de coke pour 100
kg d’acier fondu. Le chauffage de ces creusets
s’effectue aussi assez souvent dans des fours à
réverbère chauffés au gaz, système Siemens.
La fabrication. courante se fait dans les
cànvertis.çeurs Bessemer ou Thomas, étudiés
TOME I, N° 353, c’est-à-dire grâce à l’affinage
par le vent. On se sert, pour la fusion d’aciers
de moulage, de petits convertisseurs depuis
200 kg jusqu’à 2.500 aü maximum, et presque
toujours en marche acide. Tels sont les appareils
Walrand-Lcgenisel à soufflage par le fond,
et les convertisseurs Robert et Tropenas à soufflage
latéral.
Le procédé Martin , basique surtout, est extrêmement
employé pour la confection des gros