Cette partie est la suite de l’exploitation du fer et constitue, avec la partie de l’exploitation, l’ensemble de la section du fer dans le chapitre « Cinq métaux » 五金 du troisième volume.

Le texte évoque la construction des hauts fourneaux auprès des grottes. On voit sur l’image la représentation des rochers sur la droite et au fond celle des montagnes. Il y a également au milieu un premier bassin, et à gauche un autre bassin rectangulaire appuyé contre une terrasse. Ils sont liés aux opérations productives que nous développerons par la suite (voir opérations).

Sur l’image on identifie deux groupes d’acteurs : les travailleurs qui font mouvoir le soufflet, et ceux qui se tiennent debout auprès du bassin rectangulaire. Parmi ces derniers, on distingue un travailleur qui répand la poudre. Les autres mettent les perches dans le bassin.

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Dans le texte, l’auteur précise qu’il faut quatre ou six hommes pour faire fonctionner le soufflet. Il existe donc un écart entre le texte et l’image, mais en tenant compte du caractère illustratif de l’image, ce serait légitime de prendre le texte comme fondement. D’ailleurs, le texte a aussi mentionné les forgerons qui découpent ou martèlent le fer forgé.

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De même, dans la fabrication de l’acier, on déduit du texte qu’il y a des travailleurs qui font des bandes métalliques, qui introduisent et retirent des bandes, et ceux qui martèlent le métal. Pour autant, cela ne permet pas de savoir s’il s’agit des mêmes travailleurs qui opèrent de manière continue, ou des différents ouvriers qui travaillent en même temps.

L’auteur a traité dans le texte trois types de productions : la fonte, le fer forgé et l’acier.

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Pour la production de la fonte, le matériau utilisé est le minerai de fer après lavage. Pour la production du fer forgé, qui succède à la production de la fonte, le matériau est le fer fondu. Quant à l’acier, les matériaux considérés sont de la fonte et du fer forgé.

Préparations

Le haut fourneau est construit en briques réfractaires, avec de l’argile mêlée de sel. On laisse le fourneau sécher pendant un mois, évitant de le chauffer prématurément, afin que les hautes températures ne produisent pas de crevasses et détruisent le travail réalisé. Cette étape préparatoire n’est pas figurée mais on voit, sur la droite du dessin, le haut fourneau équipé d’un soufflet et d’un canal.

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Si l’on veut produire du fer forgé, il faut aussi sécher de la boue noire (une sorte de terre) et la passer au tamis fin jusqu’à ce qu'elle ressemble à de la poudre.

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Production de la fonte et du fer forgé

• Fonte : La première opération consiste à fondre du minerai. Pour produire un fourneau de fonte, il faut plus de 2000 jin斤 (1200 kg) de minerai. Le fourneau est alimenté avec du bois dur, du charbon de bois, ou de la houille, suivant la localité où est établi le fourneau. Quatre ou six hommes font mouvoir le soufflet dans la partie inférieure du fourneau. Selon Stanislas Julien, cette action produit « un rapide courant d’air qui traverse le foyer, active la combustion, et développe la haute température nécessaire à la réduction du minerai ».[1] Pendant cette opération, on bouche avec un tampon d’argile le canal. On identifie cette étape sur l’image par les personnages auprès du fourneau qui ont les mains sur le soufflet.

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• Débouchement : Quand le minerai est réduit et fondu, on ouvre l’orifice pour laisser sortir la matière en fusion, comme indique l’image avec l’annotation 此管流出成生铁 (le fer fondu s’échappe par l’orifice et devient le fer cru). Une fois le fer fondu écoulé, l’orifice est de nouveau bouché avec un tampon d’argile, avant de procéder à une nouvelle fonte. ​Dans le texte, l’auteur indique aussi le rythme de travail : un fourneau de fer est fondu toutes les deux heures pendant les douze heures de la journée de travail.

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• Conduite de fonte : D’après le texte, cette opération consiste à conduire du fer fondu et dépend si l’on cherche à produire de la fonte ou du fer forgé.

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Si l’on cherche à produire de la fonte destinée à la fonderie, on fait couler la fonte en fusion dans des moules pour obtenir des barres et des pièces rondes.

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Si l’on cherche à produire du fer forgé (熟铁 dans le texte), la fonte est conduite vers un bassin rectangulaire construit à quelques mètres du fourneau, quelques centimètres plus bas, contre de petits murs.​

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Il est à noter que les deux choix sont présents sur l’image par un enchaînement spatial de droite à gauche : le fer en fusion s’écoule d’abord dans un bassin, et s’ensuit la divergence concernant la production. La fonte refroidie est figurée sur l’image avec les petits cercles annotés de 堕子钢 (litt. acier en forme de pendule), un type de fonte particulièrement adaptée à la fabrication de l’acier, produite à Guangnan, dans le sud de la Chine. Sur la gauche, on trouve l’image d’un bassin rectangulaire destiné à la fabrication du fer forgé.

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Bien que l’opération puisse suivre deux alternatives possibles selon le texte (on fait couler la fonte soit dans des moules, soit dans un bassin rectangulaire), l’image témoigne d’une volonté de la représentation des opérations continue de l’auteur.

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• Décarbonation : Lorsque la fonte s’écoule dans le bassin, plusieurs personnes tenant des perches de saule se tiennent en rang sur le mur. L'un des hommes répand rapidement la poudre de boue noire séchée quand d’autres remuent rapidement le mélange avec les perches de saule pour que la fonte se transforme rapidement en fer forgé. Cette opération est représentée sur le dessin et annotée de 撒潮泥灰 (répandre la poudre de boue noire séchée). L’auteur indique aussi dans le texte que les perches de saule se consument sur deux ou trois pouces à chaque affinage et doivent être remplacées par de nouvelles à chaque nouvelle fois.

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• Découpage/ martelage : Après l'affinage, quand le fer a légèrement refroidi, certains fondeurs découpent le fer directement dans le bassin en morceaux carrés ; d'autres les retirent (encore chauds) et les martèlent en barres rondes avant de le livrer au commerce. Cette partie est seulement présente dans le texte.

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Production de l’acier

Il n’y a pas d’illustration sur les opérations productives de l’acier, mais on les connaît par le texte.

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• Attachement : Pour obtenir l’acier, on prend la fonte et le fer malléable et on forme des bandes métalliques d’une longueur d’environ 1/2 cun寸 (5 cm) et d’une largeur de 2 à 3 cm. On les réunit au moyen de fils de fer, avec la fonte au-dessus du fer forgé.

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• Enduction : On recouvre le faisceau avec des pailles enduites d’argile afin qu’elles ne se décomposent pas rapidement, et on enduit le dessous avec de l'argile.

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• Co-fusion : On introduit le faisceau dans un fourneau stimulé avec un soufflet. Sous l’influence de la chaleur, la fonte se liquéfie et vient imbiber la bande de fer forgé. Les deux substances se mélangent.

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• Martelage : Le métal est ensuite retiré pour le soumettre au martelage. Le martelage se fait à plusieurs reprises, tant que la matière est malléable. Selon Stanislas Julien, le martelage a pour but : 1° de rendre la masse métallique homogène ; 2° d’enlever, par le pilonnage de la masse, les crasses formées d’oxyde de fer et de scories.[1]

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• Répétition : On répète l’affinage en soumettant la fonte à la fusion, et en y incorporant une certaine quantité de fer forgé afin d’obtenir de l’acier. Cet acier est appelé en chinois 灌钢.

[1] Julien Stanislas, Paul Champion, Industries anciennes et modernes de l'empire chinois : d'après des notices traduites du chinois, Paris, Jules Claye, 1869, p.56.

Il y a trois sortes de produit final suivant ce que les fonderies cherchent à vendre : le fer cru 生铁 ou la fonte, qui est le fer réduit et fondu qui n’a pas été affiné, provenant de la première opération ; le fer cuit 熟铁 ou le fer forgé, qui est la fonte après affinage, provenant de la deuxième opération ; et l’acier, le produit fusionné de la fonte et du fer forgé.