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" PROCEDE DE FABRICATION DE BRIQUES REFRACTAIRES AU FEU"
La présente invention concerne un procédé de fabrication de briques réfractaires au feu qui se distingu- ent particulièrement par leur grande résistance aux actions thermiques et ohimiques de toute nature.
On sait que la grosseur du grain des matières non plastiques,par exemple de la chamotte,du corundum, de la
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chromite,de la magnésite,de la quarzitevetooo joue un rôle important quant à leur solidité.Ainsi que l'on prescrit,pour certains usages,des matières amaigrissantes à gros grain,pour d'autres, des matières à grain fin,en règle générale on esti- mait, jusqu'ici que l'on doit adopter les briques à gros grain là où il faut compter sur des fluctuations de température considérables,et les briques a grain fin la,ou il s'agit d'actions chimiques ou d'attaque par les scories.On recherche la finesse de grain de la matière amaigrissante par ce que l'on croit obtenir ainsi une plus grande densité.
Pour y
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parvenir on a par exemple,proposé d'ajouter aux briques des matières en poudre fine.
Par ailleurs,o'est un procédé connu que d'employer des grosseurs de grain différentes pour la matière amaigris- sante,Comme mesure optimum on adoptait la proportion de matière oonnue pour la préparation du béton suivant la courbe de Fuller.
Il a été reconnu que par tous les modes de fabrication connus on ne pouvait fabriquer que des briques dans lesquelles il n'y avait pas à descendre en dessous d'une certaine limite inférieure de porosité si ce n'est qu'on obtenait de forts retraits par la oonglomération des grains ou de la matière de liage.Mais ce phénomène était accompagné d'un retrait considérable dont la qualité de résistance au feu des produite avait également à souffrir. De nouvelles additions de poudres fines n'avaient pas pour effet de diminuer la porosité mais au contraire l'accroissaient même.
On ne parvient qu'en employant une quantité excessive d'argile à obtenir, avec des poudres plus fines,des briques plus denses ce qui est par ailleurs interdit en soi pour des raisons pratiques,notamment dans les briques de grand format,On reconnut,non sans étonne- ment,
que ce nest pas avec des matières amaigrissantes à grain fin qu'on obtient les briques les plus densespas plus que par une adaptation des proportions suivant la courbe de Buller.mais uniquement du fait que l'on part d'une matière à gros grain pour const-ituer le fond du mélange et qu'on y ajoute des grains plus fins de dimension et en proportion telles qu'ils puissent se loger dans les interstices existant entre les gros grain sans écarter ceux-ci les uns des autres et qu'on remplit les interstices plus petits restant d'une matière très fine.
Le nouveau procédé est donc caractérisé par le fait @ que la matière formant le fond de mélange se compose de grains
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fins de grosseur pratiquement uniforme auxquels on ajoute des grains fins de grosseur et en une proportion telles qu'ils ne fassent que remplir les interstices entre les gros grains,sans écarter ceux-ci les uns des autres,et quelle cas échéant,on remplir les petits interstices restant à l'aide d'une matière amaigrissante trè-s fine.
Il a été reconnu,aux essais,que les gros grains de grosseur pratiquement unifame qui constituent le fond du mélange se juxtaposent de façon occuper jusqu'à 70% du volume disponible.
Naturellement le rapport varie avec la forme du la pièce; les pièces rondes comportent une utilisation plus complète de volume disponible que les pièces platesoAfin d'améliorer encore l' utilisation de volume on ajoute à ce mélange des grains assez fins pour se loger dans les interstices qui résultent de la forme irrégulière des gros grains,mais qui n'écartent pas ceux-ci les uns des autres.Les mélanges ainsi obtenus de grains de grosseur différente se disposent avec une densité telle qu'il ne subsiste plus entre qu'un volume poreux très réduit. Si l-On remplir les petits interstices restant d'une poudre très fine de la matière amaigrissante,il n'est plus besoin que d'une très petite quntité de matière de liage pour obtenir un produit extrêmement dense et cimenter les grains entre eux.
Naturellement il faut avoir soin de mélanger d'une manière aussi régulière et aussi homogène que possible les divers composants du mélangée On peut obtenir ce résultat au moyen de mélangeurs à action intense,ou,le cas échéant, par d'autres prooé- dés qui permettent d'obtenir un mélange aussi homogène que possible.
On peut encore ajouter, à la matière formant le fond du mélange,des gments par exemple des débris de plus grandes dimensions. A cet effet on choisit des gros grains,des débris ou des fragments et on emploie ceux-ci en quitté voulue pour qu'ils puissent s'incorporer a la matière formant le fond de mélange déjà préparé ou en cours de préparation suivant les prescriptions
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qui procèdent,de telle maniere que ces composants étant répartis d'une fag-on régulière, c'est-à-dire après mélange intime, l'écartement, dans la pièce moulée, des éléments de la matière plus grossière qui a été ajoutée,soit au plus égal au diamètre des grains les plus gros de la matière formant le fond du mélange.
Par conséquent les additions de plus grandes dimensions doivent être simplement logées ou incluses dans la matière de fond préparée conformément à la présente invention.
La matière formant fond peut consister en gros grains ou en grains fins ou comprendre ces deux éléments, empruntés en totalité ou en partie à des substances dont le volume se modifie à la cuisson.
Il y a un avantage particulier à incorporer les parties les plus fines des grains amaigrissants ou des matières dé liage ou des deux,après pulvérisation par conséquent à l'aide de gaz.
De cette manière on parvient a réduire au minimum l'emploi de liquide puisque le gaz sert déjà d'agent de répartition pour les matières les plus fines et pour l'agent de liage et que le liquide n'a à remplir que la fonction de tenir fixé les matières.
En ramenant la proportion de liquide au minimum on peut réduire à très peu de chose la porosité du produit puisqu'il ne se dégage que très peu d'eau au séchage ou à la cuisson de la pièce moulée,
Outre l'incorporation des parties les plus fines de la matière formant le fond du mélange ou le liage, il y a encore lieu de procéder à l'incorporation des fondants, des minéralisants et autres substances en état de fine division.
On peut effectuer l'addition des matières les plus fines ou de l'agent de liage à l'état seo mais aussi,le cas échéant à l'état de suspension dans l'eau ou à l'état de solution colloidale.
Le moulage de la matière préparée conformément à la présente invention peut se faire par tout procédé connu : un procédé
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particulièrement avantageux est celui du moulage sous presse ou du moulage par des modes similaires tels que le battage ou le damage. OLest dans ces modes de moulage que se réalisent le mieux les avantages procures par le nouveau procédé,,
De cette manière on obtient des briques extrêmement denses à gros grain qui joignent la propriété d'être insensibles aux variations de témpérature, à la résistance l'attaque des scories. La résistance à la pression, aussi a chaud ou à haute température, est également accrue.
On peut appliquer ce procédé non salement à des bri- ques de chamotte,mais de toute autre matière de fond,telle que le quartz, la magnésite, le minerai de chrome;le corundum, etc... qui s'y adaptent également. On a encore la faculté de modifier la densité des briques en employant des substances 'dont le volume change à la cuisson.
Exemple d'application du procédé.-
On a mélangé intimement 60 parties de chamotte,d'une grosseur de grain de 5 à 7 mm., à 10 parties de chamotte d'une grosseur de grain de 1 à 2 mm et l'on a ajouté, en continuant à malaxer, 30 parties de chamotte d'une grosseur de grain de 0,1 à 0,2 mmo Pendant que la matière était travaillée dans le malaxeur, on a effectué l'addition d'agents de liage ou d'une matière extra-fine sous la forme de poussière ténue: en même temps ou séparément, on a injeoté de l'eau, à cette manière a donné à la masse une teneur en liant jusqu'à 8% environ.
Après achèvement du malaxage on a procédé au moulage sous pression et à la cuisson consécutive.
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"FIRE-REFRACTORY BRICK MANUFACTURING PROCESS"
The present invention relates to a process for manufacturing fire-resistant bricks which are particularly distinguished by their high resistance to thermal and ohimic actions of any kind.
It is known that the grain size of non-plastic materials, for example chamotte, corundum,
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chromite, magnesite, quarzitevetooo play an important role in their solidity.As one prescribes, for certain uses, coarse-grained slimming materials, for others, fine-grained materials, as a general rule until now it has been thought that coarse-grained bricks should be adopted where considerable temperature fluctuations are to be expected, and fine-grained bricks where chemical or chemical actions are involved. 'attack by slag. We look for the fineness of the grain of the slimming matter by what we believe to obtain a greater density.
For
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To achieve this, it has for example been proposed to add fine powdered materials to the bricks.
On the other hand, it is a known process to employ different grain sizes for the weight loss material. As the optimum measure the proportion of material known for the preparation of the concrete was adopted according to the Fuller curve.
It was recognized that by all the known manufacturing methods one could only manufacture bricks in which there was no need to fall below a certain lower limit of porosity except that one obtained strong shrinkage by the oonglomeration of the grains or binding material. But this phenomenon was accompanied by a considerable shrinkage from which the quality of fire resistance of the products also had to suffer. New additions of fine powders did not have the effect of reducing the porosity but on the contrary even increased it.
It is only possible to use an excessive amount of clay to obtain, with finer powders, denser bricks, which is otherwise prohibited in itself for practical reasons, especially in large format bricks. not without astonishment,
that it is not with fine-grained slimming materials that the densest bricks are obtained, not more than by an adaptation of the proportions according to the Buller curve. but only from the fact that one starts from a coarse-grained material for constitute the bottom of the mixture and that finer grains of size and proportion are added to it such that they can fit into the interstices existing between the coarse grains without separating them from each other and that fills the remaining smaller interstices with a very fine material.
The new process is therefore characterized by the fact that the material forming the base of the mixture consists of grains
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fine grains of practically uniform size to which are added fine grains of a size and in a proportion such that they only fill the interstices between the coarse grains, without separating them from each other, and which if necessary, we fill the small interstices remaining using a very fine slimming material.
It was recognized, in tests, that the coarse grains of almost uniform size which constitute the bottom of the mixture are juxtaposed to occupy up to 70% of the available volume.
Of course, the ratio varies with the shape of the piece; round pieces have a more complete use of available volume than flat pieces In order to further improve the use of volume, grains are added to this mixture which are fine enough to lodge in the interstices which result from the irregular shape of the coarse grains, but which do not separate them from each other. The mixtures thus obtained of grains of different size are arranged with a density such that only a very small pore volume remains between them. If the remaining small interstices are filled with a very fine powder of the slimming material, only a very small amount of binding material is needed to obtain an extremely dense product and to cement the grains together.
Of course, care must be taken to mix as evenly and as homogeneously as possible the various components of the mixture. This can be achieved by means of high-action mixers, or, if necessary, by other methods which allow to obtain a mixture as homogeneous as possible.
It is also possible to add, to the material forming the bottom of the mixture, gments, for example debris of larger dimensions. For this purpose, coarse grains, debris or fragments are chosen and they are used as required so that they can be incorporated into the material forming the base of the mixture already prepared or in the course of preparation according to the prescriptions.
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which proceed, in such a way that these components being distributed in a regular way, that is to say after intimate mixing, the spacing, in the molded part, of the elements of the coarser material that has been added , or at most equal to the diameter of the largest grains of the material forming the bottom of the mixture.
Therefore, larger sized additions should simply be accommodated or included in the background material prepared in accordance with the present invention.
The substance forming the bottom may consist of coarse grains or fine grains or comprise these two elements, borrowed in whole or in part from substances whose volume changes during cooking.
There is a particular advantage in incorporating the finer portions of the weight loss grains or unbinding materials or both, therefore after spraying with gas.
In this way it is possible to reduce the use of liquid to a minimum since the gas already serves as a distribution agent for the finest materials and for the binding agent and the liquid only has to fulfill the function of keep the materials fixed.
By reducing the proportion of liquid to a minimum, the porosity of the product can be reduced to very little since very little water is released when drying or firing the molded part,
Besides the incorporation of the finer parts of the material forming the bottom of the mixture or the binding, it is also necessary to proceed with the incorporation of fluxes, mineralizers and other substances in a state of fine division.
The addition of the finest materials or of the binding agent can be carried out in the seo state but also, where appropriate, in the state of a suspension in water or in the state of a colloidal solution.
The molding of the material prepared in accordance with the present invention can be done by any known method: a method
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particularly advantageous is that of press molding or molding by similar modes such as beating or ramming. It is in these molding methods that the advantages provided by the new process are best realized.
In this way, extremely dense coarse-grained bricks are obtained which combine the property of being insensitive to variations in temperature and to resistance to slag attack. The resistance to pressure, also hot or high temperature, is also increased.
This process can be applied not dirty to chamotte bricks, but to any other base material, such as quartz, magnesite, chromium ore, corundum, etc ... which also adapt to it. It is also possible to modify the density of the bricks by employing substances whose volume changes during firing.
Example of application of the process.
60 parts of chamotte, with a grain size of 5 to 7 mm., Were intimately mixed with 10 parts of chamotte with a grain size of 1 to 2 mm and added, while continuing to knead, 30 parts of chamotte with a grain size of 0.1 to 0.2 mmo While the material was worked in the kneader, the addition of binding agents or an extra fine material was carried out under the form of fine dust: at the same time or separately, water was injected, in this way gave the mass a binder content of up to about 8%.
After completion of the kneading, pressure molding and subsequent baking were carried out.