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Perfectionnements aux objets réfraotaires moules et à leurs méthodes de fabrioation.
L'invention est relative aux objets réfractaires moulés ou coulés produits en fondant des matières réfraotaires,en versant le produit fondu dans des moules de tonnes et dimen- sions appropriées et en recuisant ensuite les pièces moulées.
Parmi les difficultés qui ont été rencontrées dans la fabrication de blocs réfractairesde ce genre, figure la for- mation de oriques ou gerçures dues au retrait qui se produit lors du refroidissement. Ce retrait résulte de la formation de oristaux de densité plus grande que oelle du liquide fondu, aussi bien que de la oontraotion thermique habituelle qui se produit lors du refroidissement. Quand un bloc est produit par la méthode envisagée. les oôtés de la base du bloc se refroidissent et font prise avant le centre de la base, et par conséquent, quand le centre de la base se solidifie, le re- trait résultant produit des tensions qui tendent à provoquer des cliques disposées longitudinalement et transversalement à partir du centre vers les cotés de la base et aussi vers l'intérieur à angle droit par rapport à la surface.
Dans le cas de produits réfraotaires moulés ayant une
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composition proche de oelle de la mullite (3Al2O3,2SiO2), la formation de oriques est aggravée par le fait que la matière tend à se cristalliser en longs cristaux de mullite parallèles entre eux et perpendiculaires à la surface extérieure, étant donné que les cliques s'étendent plus faoilement dans des plans compris entre les cristaux que dans des plans qui oou- pent les cristaux. On a proposé d'empêcher la formation de criques dans des bloos réfractaires moulés ayant cette oompo- sition, en ajoutant à la matière fondue de petites particules granuleuses de matière non fondue, autour desquelles une dis- position de cristaux hétérogène se formera pour détruire ces plans de clivage naturels.
Bien que cette méthode d'empêche- ment des oriques diminue la faoilité aveo laquelle des cri- ques peuvent se former, elle ne modifie pas les tensions dues directe au retrait de refroidissement qui sont la causede la forma- tion des otiques.
La présente invention a pour prinoipal objet l'élimina- tion des criques dans les bloos réfractaires moutes, quelque soit leur composition, en empêchant la formation des tensions excessives dans le bloc dues à calque les bords font prise avant la partie oentrale de oelui-oi.
L'invention consiste a amener dans le moule aveo la matière fondue, des fragments de matière réfraotaire solide, appelés ci-après pour la commodité " tessons" , les fragments étant de dimension et de poids tels,qu'ils se déposent vers le fond où ilsrefroidissent rapidement la partie inférieure du bloc en même temps que les bords se refroidissent.
Le mode de mise en oeuvre de l'invention, appliqué de préférenoe, va être déorit à titre d'exemple et à l'aide des dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale à traversun moule prêt à recevoir de la matière réfraotaire fondue ; pig. 2 est une auge contenant des tessons prêts à être introduits dans un bloo;
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Fig. 3 est une vue en ooupe longitudinale du même moule après que la matière réfraotaire fondue et les tessons y ont été versés; et
Fig. 4 est une vue en perspective à l'envers, d'un bloo réfraotaire moulé, auquel on n'a pas xx ajouté des tessons, et qui montre les oriques de la base, qui se fonnent fréquemment dans oe cas.
En se référant en détail aux dessins, on voit que le maxle 10 peut être de n'importe quelles constructions et ma- tière préférées, mais on a déterminé que des plaques ou dalles 11 formées de sable lié par de l'huile de graine de lin et ouites sont bien appropriées à cet usage. Les plaques sont oimentées entre elles de toute manière oonvenable, par exem- ple, par l'emploi de pâte à moule ou analogue, et peuvent avoir toutes dimensions et formes préférées pour produire l'objet voulu. Dans le présent cas, le moule 10 est représenté, prêt pour produire un bloo réfractaire tel que ceux qu'on emploie pour garnir les bassins de fusion du verre .
Un récipient 12 de toutes dimension et forme appropriées est pourvu de oouohes de briques calorifuges 13 sur lesquelles le moule 10 repose. Si on le désire, une plaque 11', de oons- truotion similaire a la plaque 11 qui forme le fond du moule, peut être interposée entre ce dernier et la couche supérieure de briques 13. Après qu'on a placé le moule dans le récipient, des briques calorifuges 13 , sont disposées entre les cotés du moule et les oôtés du récipient.et les espaoes entte les bri- ques 14 sont remplies d'une matière calorifuge 15 , telle que de la poudre de sèl-o-cel.
Le soumet du moule 10 comprend une plaque supérieure 16 pourvue d'une ouverture oentrale 17 à tra- vers laquelle la matière réfraotaire doit être versée. Urepla- que 18,pourvue d'une ouverture similaire, est disposée sur la plaque supérieure 16 de façon que les ouvertures coïncident, et un canal de ooulée 19,danslequel la matière r éfraotaire
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liquide doit être versée aveo les tessons, est montée sur la plaque 18. L'espace entre le canal de coulée et les paroisdu récipient est ensuite rempli de matière isolante 15 et le mou- le est alors prêt à reoevoir la ohaige de matière fondue.
Il est essentiel que les fragments réfraotaires soient ajoutés de telle,,manière que chaque fragment puisse être entiè- rement entouré par la matière réfraotaire liquide de façon à ne pas oauser de soufflures ou vides dus à l'air emprisonné.
C'est pourquoi, dans la méthode préférée de mise en pratique de l'invention, les tessons 20 qui doivent être introduits dans le moule, sont placés dans une auge 21, de telle manière qu'ils puissent être déohargés de l'auge, un par un; ensuite, quelques secondes après que l'on a xxx commencé de verser le liquide dans le moule et quand le liquide dans le fond du moule a une hauteur de deux ou trois pouoes, on inoline l'auge suffisamment pour que les tessons glissent dans le moule pendant qu'on achève la ooulée du bloo.
Les fragments étant de dimension relativement grande et ayant une densité plus grande que oelle de la matière fondue, se déposeront au fond du moule, où ils seront dispensés par l'aotion du oourant de matière fondue sur le fond du moule, de façon à former grossièrement une couche 22 qui est habituelle- ment un peu plus épaisse au centre, tel que représenté en fig.
3. Chaque fragment est séparé des fragments adjaoents par la matière qui s'est figée autour de lui, et agit oonme centre de refroidissement looalisé. Grâce à la pluralité de ces centres distribués sur le fond, le refroidissement du centre dubloc est oonsidérablement accéléré , de sorte que sa vitesse de refroidis- sement sera approximativement égale à la vitesse de refroidisse- ment des bords et tendra ainsi à éliminer les tensions qui provo- quent les oriques de la base.
De plus, au lieu que les tensions dues au retrait de refroidissement soient oonoentrées dans une zone, il y aura un certain nombre de ces zones, en fait,une autour de chacun des différents oentres de/refroidissement, d'où
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il résulte que les tensions dans chacune des zones seront beau - coup moindres que dans le cas d'une zone unique entre les bords et le centre du bloc, et la fomation de oriques telles xxxxx que oelles représentées en fig. 4, sera empêchée.
Les tessons sont introduits de préférence durant la oou- lée du bloc, mais des résultats satisfaisants peuvent aussi être obtenus en les introduisant dans le bloc immédiatement après qu'il a été coulé et avant que la croûte qui se forme à la surfaoe supérieure de la masselotte soit devenue trop dure. Des fragments introduits de cette manière desoendent à travers le liquide tranquille et tendent à former une pile conique au centre du fond. Ceci localise l'effet de refroidis- sementjau centre, et une moindre quantité de tessons est néces- saire pour empêcher la formation de oriques, que si' les 'tessons sont introduits pendant que l'on verse la matière réfractaire liquide.
Il est préférable d'utiliser comme fragments réfraotaires solides, des tessons de matière réfraotaire moulée, o'est-à- dire de la matière de rebut sous la forme de blocs brisés et de fragments de masselotte provenant de pièces moulées anté- rieures ayant les mêmes oomposotion et dilatation thermique, bien que des fragments de matière réfraotaire de composition différente, moulée après fusion au four éleotrique, puisse'' être Utilisés au lieu de tessons; et le terme " tessons " est em- ployée pour désigner à la fois des tessons de matière réfrac- taire moulée et des fragments de toute matière réfraotaire convenable moulée après fusion au four éleotrique.
Il est essentiel que les tessons soient assez grands, primo pour qu'ils puissent être introduits approximativement un à la fois de façon que chacun soit entouré d'une couche de liquide refroidi, seoundo pour que les espaoes entre les fragments, lorsqu'ils se trouvent près de la base du bloc, puissent être suffisamment grands pour permettre au liquide d'y être attiré pour remplir l'espace produit par la contraction diquide
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lors de la solidification vu qu'autrement de nombreuses petites cavités ou soufflures seraient formées entre des tessons voisins et tertio,, pour que leur surfaoe soit assez petite par rapport à leurs poids pour leur permettre de se déposer au fond au lieu de flotter dans la masse liquide jusqu'à ce qu'elle se solidifie.
Il est préférable d'employer des tessons de dimension déterminée, ce qui est réalisé en broyant les tessons et en ohoisissant les fragments qui sont exempts de soufflures et dont la dimension maximum est d'environ un à trois pouoes; mais des tessons d'une dimension un peu plus grande réaliseront certains des avantages dse l'invention.
Une quantité de tessons équivalente à environ 5 % en poids du bloo fini, abaissera la température moyenne d'une pièce moulée, ooulée à 1900 C, d'approximativement 100 C, et cette quantité est suffisante dans la plupart des cas pour atteindre le but visé, bien que dans certains cas on puisse en utiliser 10 % au même plus.
REVENDICATIONS:
1. La méthode de moulage de matières réfraotaires qui oomprend l'introduction de tessons et de matière fondue dans un moule, les tessons étant de dimensions telles qu'ils se dé- poseront dans la matière fondue contenue dansle moule.