BE1003691A5

BE1003691A5 - Masses ou mastics refractaires et leur utilisation.

Info

Publication number: BE1003691A5
Application number: BE8900178A
Authority: BE
Inventors: Guenter Wieland
Original assignee: Didier Werke Ag
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1992-05-26
Also published as: DE3806554A1; AT398205B; GB8904515D0; FR2628097A1; FR2628097B1; ATA46489A; GB2216117B; DE3806554C2; GB2216117A

Abstract

Masses ou mastics refractaires et leur utilisation. L'invention concerne des masses ou des mastics refractaires contenant des materiaux refractaires usuels et des substances organiques contenant des acides gras libres comme liants temporaires, ainsi qu'eventuellement d'autres composants usuels. Les masses ou mastics selon l'invention sont caracterises en ce qu'ils contiennent comme liants temporaires des acides gras a longues chaines en liaison avec du MgO reactif.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   DESCRIPTION Masses ou mastics réfractaires et leur utilisation 
L'invention concerne des masses ou mastics réfractaires contenant des matériaux réfractaires usuels et des substances organiques contenant des acides gras libres comme liants temporaires, ainsi qu'éventuellement d'autres composants usuels. 



   On connaît déjà l'utilisation de graisses ou d'huiles grasses comme liant temporaire dans les masses ou mastics réfractaires. Mais ces produits n'agissent qu'en raison de leur consistance épaisse et peuvent, comme d'autres matériaux organiques carbonés, former au moment de l'utilisation de ces masses ou mastics, c'est à dire lorsqu'ils s'échauffent, une structure carbonée liante par suite de leur décomposition thermique. On connaît par DE-AS 1 471 297 des matériaux non calcinés ou calcinés à base d'oxyde de magnésium, MgO, qui peuvent être utilisés dans la construction d'enceintes comme des fours pour la fusion de métaux. 



   : Ces matériaux réfractaires déjà connus, à base de MgO, contiennent 0,1 à 15% en poids d'au moins un acide hydroxytricarboxylique ou un sel ou un ester d'un tel acide, par exemple des acides citriques ou leurs sels. Par l'utilisation de tels acides hydroxytricarboxyliques ou leurs sels ou esters, qui doivent de préférence être solubles dans 

 <Desc/Clms Page number 2> 

   l'eau,   on obtient un mélange apte à la prise, c'est à dire un mélange semblable au ciment. Le matériau à base d'oxyde de magnésium ne doit pas être plastique et doit être finement divisé, on peut ici citer comme exemple la magnésite surcuite. 



   D'autre part, on connaît par DE-AS 1 257 051 un mélange réfractaire damé, lié au moyen de liants carbonés non aqueux sous la forme d'une poix fluide non saturée obtenue comme résidu de la distillation d'huiles végétales en vue d'en éliminer les acides gras, de tels résidus étant également dénommés poix d'acides gras, c'est-à-dire que de telles graisses contiennent encore des acides gras insaturés et présentent un indice d'acide de 30 à 60. 



  Les matériaux réfractaires utilisés en même temps que ces poix d'acides gras peuvent également être des aggrégats basiques, par exemple de la dolomite, de la magnésite surcuite, de l'oxyde de potassium calciné ou des mélanges de ces produits. De plus, on connaît par DE-AS 1 274 489 un liant temporaire pour matériaux réfractaires basiques liés où le liant consiste en un mélange d'une poix moyenne et/ou dure et d'une poix d'acide gras, la poix d'acide gras ayant avantageusement un indice d'acide de 20 à 40. 



  Tant selon DE-AS 1 257 051 que selon DE-AS 1 274 489, on n'utilise comme matériaux réfractaires usuels basiques que des matériaux surcuits. Selon DE-OS 21 19 668 également, on utilise comme liant temporaire une poix d'acide gras, en utilisant également de l'oxyde de phosphore   Paons   granulé. Selon ce DE-OS, on utilise, dans le cas où l'on prend de la magnésite comme matériau réfractaire, de la magnésite surcuite. 



   Le but de la présente invention est la préparation de masses ou mastics réfractaires pouvant être stockés durant de longues   périodes, c'est-à-dire   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 qui restent longtemps susceptibles d'être mis en oeuvre et en particulier plastiques, mais qui, après leur utilisation, par exemple comme masses damées, masses pressées ou comme mastics pour le jointement, gardent la forme qui leur a été donnée, c'est à dire qu'ils produisent lorsqu'ils sont échauffés des revêtements sans joints exempts de fissures et possédant une grande résistance à l'attaque par le laitier et à la fissuration. 



   On a maintenant découvert que les acides gras à longues chaînes forment en liaison avec du MgO réactif un liant temporaire par lequel on obtient, au moment de leur utilisation, c'est à dire après le chauffage ou la cuisson, les excellentes propriétés des masses ou mastics ainsi préparés. 



   Pour atteindre le but cité ci-dessus, on emploie donc les masses ou mastics réfractaires mentionnés ci-avant qui se caractérisent en ce qu'ils contiennent comme liants temporaires des acides gras à longues chaînes associés à du MgO réactif. 



   Le MgO réactif peut être du MgO de calcination caustique et/ou de la poudre frittée de magnésie finement broyée et/ou de dolomite. 



   Selon une forme d'exécution préférée, les masses ou mastics réfractaires contiennent comme liant temporaire un acide gras liquide à longue chaîne. 



   Avantageusement, l'acide gras peut être un acide gras insaturé, par exemple un acide oléique ou linoléique. 



   Selon une autre forme préférée d'exécution, les masses ou mastics réfractaires contiennent encore un agent de dilution. Des exemples de tels agents préférentiellement utilisés sont les huiles minérales, les huiles grasses, la 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 standolie, le fuel oil, la lécithine, le bitume, le créosote (huile anthracénique), le goudron, la poix ou les cires, en particulier les cires   molles : On   peut ainsi régler au choix la plasticité des masses ou mastics selon l'invention ; de plus, cela permet d'obtenir un plus grand pourcentage de carbone formé par la décomposition des composants organiques lors de l'utilisation des masses ou mastics, c'est à dire lors de l'échauffement et de la décomposition des composants organiques qu'elles contiennent, ce qui peut être avantageux pour certains buts d'application. 



   Les masses ou mastics selon l'invention contiennent de préférence au moins 0,5% en poids d'acides gras et au moins 0,2% en poids de MgO réactif, chaque fois par rapport à la totalité du mélange de matériaux réfractaires, liants temporaires et éventuellement autres composants usuels. 



   De tels composants éventuels usuels peuvent être par exemple des substances tensioactives, une substance produisant une prise chimique, comme le mono-aluminophosphate ou des composants fibreux comme les fibres minérales ou organiques. Un autre composant éventuel peut également être un matériau réfractaire finement divisé, c'est à dire pulvérulent, par exemple l'alumine, la poussière de bauxite ou le Cr203 (vert). 



   La quantité d'acides gras est avantageusement de 1,0 à 8% en poids et la quantité de MgO réactif de 0,2 à 4% en poids, chaque fois par rapport à la totalité du mélange. Si l'on dépasse les quantités de 8% en poids d'acides gras et 4% en poids de MgO réactif, cela ne donne généralement pas lieu à une amélioration des propriétés avantageuses en rapport avec la mise en oeuvre et l'utilisation des 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 masses ou mastics. Mais il est évidemment possible que le matériau réfractaire usuel consiste également en produit de caustification actif à base de MgO, éventuellement granulé, de sorte que la limite supérieure précitée de 4% en poids de MgO réactif puisse s'en trouver dépassée. Particulièrement préférées sont les masses ou mastics contenant du MgO comme matériau réfractaire usuel.

   Ce matériau réfractaire usuel de MgO est avantageusement de la dolomite ou de la magnésite surcuite. 



   Les masses et mastics selon l'invention sont particulièrement préférés comme masses damées pour les parois de fours, mais également comme masses appliquées par projection, masses coulées ou vibrées. Ils peuvent également être transformés en briquettes, par exemple par pressage. De la même manière, on peut également fabriquer des pierres réfractaires. 



   Les acides gras organiques à longues chaînes utilisés dans les masses ou mastics réfractaires selon l'invention présentent en général un indice d'acide supérieur à 8, de préférence supérieur à 12. Il peut s'agir d'acides gras individuels ou des mélanges usuels d'acides gras du commerce. En général, les acides gras n'ont pas d'indice de carbone supérieur à 30. Particulièrement préférés sont les acides gras insaturés, car ils sont liquide à température normale ; des exemples en sont les acides oléiques et les acides linoléiques, c'est à dire des acides gras avec 18 atomes de carbone. Si les acides gras ne sont pas liquides, ils peuvent aussi se présenter dans un mélange avec d'autres acides gras insaturés usuels liquides, ou ils peuvent être dissous dans un solvant organique, par exemple une huile minérale.

   Eventuellement, on peut utiliser 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 également un autre solvant organique approprié, par exemple un alcool comme l'éthanol ou du benzène ou des hydrocarbures chlorés. 



   Le MgO réactif utilisé avec les acides gras dans les masses ou mastics réfractaires selon l'invention est habituellement un matériau à division relativement fine, c'est à dire qu'il présente généralement une granulométrie inférieure à 0,5 mm et, avantageusement, inférieure à 0,2 mm. Toutefois, l'utilisation de MgO réactif pulvérulent, c'est à dire d'une granulométrie inférieure à 0,09 mm et de préférence inférieure à 0,44 mm, est également possible. 



   On a maintenant découvert que lorsqu'on mélange par exemple de l'acide oléique pur très fluide avec du MgO réactif, on obtient un produit épais, visqueux, qui constitue le liant temporaire dans les masses ou mastics selon l'invention. On suppose donc qu'une réaction chimique se produit entre les acides gras et le MgO réactif. On ne sait pas si, au cours d'une telle réaction, de l'eau est libérée ou si l'eau reste liée. On n'a toutefois pas observé de propriétés défavorables, par exemple une destruction progressive des corps de damage liés au moyen d'un liant temporaire selon l'invention, par exemple des corps de dolomite damée.

   Le produit de réaction des acides gras et du MgO réactif, qui se présente sous la forme d'une masse épaisse, visqueuse, conditionne donc vraisemblablement les propriétés avantageuses, tant à la mise en oeuvre qu'à l'utilisation des masses ou mastics réfractaires ainsi fabriqués. 



   Les matériaux réfractaires contenus dans les masses ou mastics réfractaires selon l'invention sont des matériaux réfractaires usuels, de préférence 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 des matériaux réfractaires basiques. Des exemple de tels matériaux sont la dolomite, la magnésite calcinée, la chaux calcinée ou des mélanges de ces substances. On peut toutefois utiliser également d'autres matériaux réfractaires comme les minerais de chrome, l'oxyde d'aluminium, les silicates ou le dioxyde de silicium (quartz) comme matériaux réfractaires ou en supplément aux matériaux réfractaires basiques précités. 
 EMI7.1 
 



  L'expression"matériaux réfractaires usuels"utilisée ici comprend les matériaux réfractaires de classification habituelle dont la granulométrie maximale ne dépasse pas 12 mm et avantageusement inférieure à 6 mm. L'expression "matériaux réfractaires usuels"comprend toutefois également un certain nombre de matériaux finement divisés comme des matériaux pulvérulents, ces matériaux pouvant être présents dans une proportion allant jusqu'à 40%. 



   L'invention est expliquée à l'aide des exemples suivants :
Exemple 1
Cet exemple concerne un pisé réfractaire damé de foyer. On a mélangé dans un mélangeur 65 parties en poids d'une magnésite surcuite ayant une granulométrie de 0,2 à 4 mm et 35 parties en poids de magnésite frittée surcuite d'une granulométrie jusqu'à 0,09 mm avec 0,3 partie en poids de MgO réactif d'une granulométrie maximale de 0,1 mm. On y a ajouté un mélange liquide de   1,   8 partie en poids d'acide oléique, 1,2 partie en poids d'huile minérale et 0,8 partie en poids de standolie et on a mélangé l'ensemble dans un mélangeur, à une température ambiante d'environ   22OC,   durant 15 minutes.

   On a obtenu une masse de damage friable qui avait un 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 temps de stockage de plus de 4 semaines et pouvait aisément être utilisée pour le damage d'un foyer. 



  Après échauffement du revêtement damé, on n'a pu y observer aucune fissure. 



   Exemple 2
La méthode de travail de l'exemple 2 a été répétée, mais avec, comme composant liquide, un mélange de 0,8 partie en poids d'acide oléique et 1,9 partie en poids de lécithine. La masse de damage ainsi obtenue convenait particulièrement bien pour la fabrication d'éléments de parois. 



   Exemple 3
On a fabriqué une masse de damage à partir de 80 parties en poids de dolomite frittée granulée d'une granulométrie de 0,5 à 4 mm, 20 parties en poids de dolomite frittée pulvérulente d'une granulométrie maximale de 0,2 mm et 0,5 partie en poids de MgO réactif d'une granulométrie maximale de 0,1 mm, ainsi que d'un mélange liquide de 3 parties en poids d'acide oléique, 0,5 partie en poids de lécithine et 0,8 partie en poids de standolie selon la méthode de travail de l'exemple 1. Cette masse était une excellente masse de damage pour poches. 



   Exemple 4
100 parties en poids de MgO réactif d'une grnaulométrie de 0 à 4 mm ont été mélangés dans un mélangeur avec 9 parties en poids de goudron liant et 5 parties en poids d'acide oléique, ce qui résulta en une masse friable qui fut utilisée pour la fabrication de briquettes sur une presse à rouleaux. 



  Ces briquettes convenaient très bien pour régler avantageusement, chimiquement et physiquement, les scories qui apparaissent dans les récipients servant à la fabrication de l'acier. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



   Exemple 5
A partir de 65 parties en poids d'une magnésite surcuite d'une granumométrie de 0,2 à 4 mm, 35 parties en poids de magnésite frittée surcuite pulvérulente ayant une granulométrie allant jusqu'à 0,09 mm, 0,5 partie en poids de MgO réactif d'une granulométrie maximale de 0,1 mm, 3,5 parties en poids d'acide oléique, 3,5 parties en poids de cire molle, 2,3 parties en poids de goudron et 2 parties en poids de poix, on a fabriqué un mélange qui se présentait ensuite sous la forme d'une pâte liquide. 



  Après environ 2 jours, le mélange avait une consistance pâteuse. Ce mélange peut être utilisé dans des fours très chauds comme à la chaleur d'une masse de fonderie à liquéfier. 



   Exemple 6
La méthode de travail de l'exemple 5 a été répétée en utilisant le mélange suivant : 100 parties en poids du mélange de magnésite surcuite des différentes granulométries, 0,3 partie en poids de MgO réactif d'une grnaulométrie maximale de 0, 1 mm, 2 parties en poids d'acide oléique, 3,5 parties en poids du goudron liant utilisé dans l'exemple 5 et 5 parties en poids de bitume. Ce mélange présentait d'abord une consistance fluide et après 2 jours il s'était solidifié en mastic. Ce mastic pouvait également être utilisé à la chaleur de masse de fonderie en liquéfaction pour la réparation de fours chauds. 



   Exemple 7
100 parties en poids de dolomite fritée d'une granulométrie de 0-7 mm ont été mélangées dans un mélangeur avec 9% de bitume et 5% d'acide oléique ainsi que 1% de MgO réactif, ce qui donna une masse friable convenant à la fabrication de 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 briquettes sur une presse à rouleaux. Ces briquettes ont été utilisées avec succès pour des réparations de différentes parties d'un convertisseur, par exemple la partie à ferrailles. 



   Exemple 8
100 parties en poids d'un mélange de magnésite surcuite de différentes granulométries et 0,4 partie en poids de MgO réactif, 2 parties en poids de noir de fumée, 1 partie en poids d'huile minérale épaisse et 2 parties en poids d'acide oléique ont été mélangées intimement dans un mélangeur à une température de   20oC.   Ce mélange permettait la fabrication de briques formées à la presse. Les briques formées pouvaient être utilisées, avec ou sans post-traitement comme par exemple un étuvage, pour le garnissage de récipients de métallurgie.

Claims

REVENDICATIONS 1. Masses ou mastics réfractaires contenant des matériaux réfractaires usuels et des acides gras libres comme liants temporaires ainsi qu'éventuellement d'autres composants usuels, caractérisés en ce qu'ils sont préparés en mettant en oeuvre 1 à 8% en poids d'acides gras liquides à longue chaîne comportant plus de 8 atomes de carbone et 0,2 à 4% en poids de MgO réactif, chaque fois par rapport à l'ensemble du mélange.
2. Masses ou mastics réfractaires selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils sont préparés en mettant en oeuvre du MgO de calcination caustique et/ou de la poudre frittée de magnésie finement broyée et/ou de dolomite.
3. Masses ou mastics réfractaires selon les revendications 1 et 2, caractérisés en ce qu'ils sont préparés en mettant en oeuvre un acide oléique ou linoléique.
4. Masses ou mastics réfractaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce qu'ils contiennent un agent de dilution.
5. Masses ou mastics réfractaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce qu'ils contiennent des huiles minérales comme agent de dilution.
6. Utilisation des masses ou mastics réfractaires selon les revendications précédentes comme masses de damage, masses de serrage par projection, masses de pressage pour la fabrication de briquettes, masses de fonderie ou masses de vibration.
7. Utilisation des masses selon les revendications précédentes pour la fabrication de pierres réfractaires.