BE392617A - - Google Patents

Description

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  Coulis réfractaire résistant à des   températures   peu élevées. 



   Dans les installations de fours de natures diverses u- tilisées dans l'industrie chimique, par exemple dans le cas des cylindres de séchage, d'installations de calcination,etc. on a besoin d'un coulis réfractaire, qui devient suffisamment solide et dur aux températures relativement basses, auxquel- les les substances chimiques traitées peuvent être exposées, qui en même temps n'est pas détruit par l'attaque chimique de ces substances et qui possède également une résistance méca- nique suffisante.

   ne
Les coulis réfractaires utilisés habituellement/répon- dent pas à ces conditions parée que ce n'est   qu'à   des tempé- ratures, qui dépassent de beaucoup 1000 C, qu'ils acquièrent de   @   

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 la consistance par la concrétion ou l'agglomération de l'ar- gile qu'ils contiennent et qu'ils sont attaqués par les pro- duits chimiques les plus différents. on a essayé d'effectuer une concrétion à des températures peu élevées en ajoutant des fondants à ces coulis réfractaires. Des coulis de ce genre sont d'usage courant, par exemple sous la designation "ciment de cornues" et "ciment de moufles". Toutefois, même en vue de durcir ce coulis, il faut toujours des températures supérieu- res à 800  qui très souvent ne sont pas atteintes dans les fours chimiques mentionnés ci-dessus. 



   En vue de remédier à cet inconvénient on a donc conçu d'idée de maçonner les fours chimiques avec des ciments ou des coulis à base de silicate de potasse ou de soude, c'est à dire avec des mélanges de quartz pulvérisé et de matières analogues et d'une solution de silicate de potasse; des cou- lis de ce genre à base de silicate de potasse se sont toute- fois rarement conservés.

   Il est vrai qu'un certain nombre de briques aspirent, grâce à leur porosité, assez d'humidité du coulis, de sorte qu'il se produit un certain durcissement; toutefois déjà quand on chauffe avec précaution, mais au plus tard quand on arrive à des températures relativement élevées, il se produit des fissures et des fentes, qui entrainent jusqu'à la destruction de toute la maçonnerie et qui la ren- dent   perméable.   Si, à côté de la formation de fissures de cet- te nature il se produisait encore de fortes attaques par les substances chimiques traitées ou par des gaz de fours à action destructrice, les installations de fours deviendraient bien vite inutilisables. 



   La raison principale de cet inconvénient est que le quartz ou le sable de quartz, qui est généralement utilisé comme composant principal du coulis et aussi d'autres matières de remplissage utilisables, ont une dilatation complètement différente sous l'action de la chaleur et se comportent thermiquement très d'une façon très différente en comparaison 

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 des briques de la maçonnerie elle-même, qui doivent souvent être très denses, presque comme en poterie. En outre il faut ajouter que justement dans le cas des briques denses et peu poreuses, qui présentent des avantages pour des utilisations de ce genre, le coulis qui contient du silicate de potasse, ne durcit que très difficilement.

   En effet, ce coulis parait dans une certaine mesure solide en réalité à la surface, mais reste toutefois complètement mou et pâteux à l'intérieur des joints. La conséquence de la prise défectueuse et surtout de la dilatation thermique variable du coulis et des briques est alors une destruction de la maçonnerie, même quand le .chauffage est effectué avec précaution. 



   La présente invention évite ces inconvénients en ce sens que l'on choisit comme substance de remplissage pour   le   cou- lis à base de silicate de potasse des substances dont la dila- tation à la chaleur, après traitement avec du silicate de po- tasse est bien adaptée à la dilatation à la chaleur de la ma- tière à brique traitée. En outre, il peut s'agir de mélanges de substances de même dilatation sous l'action de la chaleur que de mélanges de substances de dilatation différente sous l'action de la chaleur, dont la coopération donne à l'ensemble du coulis à peu près la même dilatation sous l'action de la cha- leur que la matière à briques. Le coulis se concrefie à des tem- pératures assez basses ; il conserve sa résistance même à une tem- pérature relativement élevée, et il résiste bien à des attaques chimiques. 



   Les matières de remplissage et les matières additionnel- les du coulis sont choisies ou composées avantageusement de façon conhue, de telle sorte qu'il se produit un durcissement complet avec le silicate de potasse, même à l'abri de l'air, On peut par exemple mélanger de l'acide silicique ou bien des silicates, qui réagissent très facilement avec l'alcali du si- lieate de potasse en formant des masses, qui durcissent bien; 

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 on peut ajouter cependant aussi d'autres substances connues, qui peuvent durcir d'elles-mêmes ou qui accélèrent la phase de dur- cissement en troublant l'équilibre chimique dans le silicate de potasse, comme par exemple le silicium, les alliages de sili-   cium,   les métaux légers en mélange, les sels acides, les sels d'ammonium et les sels de bases d'ammonium.

   Pour la prépara- tion du coulis on peut utiliser aussi d'une manière connue des solutions de silicate de potasse, dans lesquelles la proportion moléculaire de SiO2 :  R 0   est plus grande que   3,5 :    1.        



   On peut utiliser aussi pour préparer du coulis des sili- cates de potasse, qui ne sont pas ajoutés de la manière ordi- naire à l'état de solution, mais sous forme de poudre solide de silicate de potasse facilement qoluble dans l'eau froide. 



  Ces silicates de potasse solides se dissolvent quand le coulis est préparé et déterminent une liaison aussi favorable des substances de remplissage que les solutions commerciales de si- licate de potasse. En général, les silicates de potasse aoli- des ont un point de fusion plus élevé que les silicates de po- tasse contenus dans les solutions commerciales et conviennent pour cette raison surtout pour des coulis, qui doivent résis- ter à des températures relativement élevées. 



   Dans le but de produire la concrétion à des températures relativement élevées on ajoute au coulis, en cas de besoin,des fondants appropriés, comme du feldspath, de la baryte, etc. 



   Exemples d'exécution: 
Les briques du revêtement intérieur se dilatent d'en- viron 0,2 % jusqu'à 600 , tandis que, par exemple, le sable de quartz se dilate d'environ 1 %   jusqu'à   cette température. On a donc préparé des mélanges, dans lesquels, on a ajoute au quartz à forte dilatation du verre de quartz à dilatation très faible ou bien on a mélangé des matières constituants ayant une dila- tation moyenne à la chaleur: 

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 a) 50 parties de verre de quartz amorphe pulvérisé, 
40 " de poudre de ciment de silicate de potasse (poudre de quartz avec additions, dont le ré- sultat est que le ciment se durcit lui-même), 
10 " de baryte. b) 70 parties de brisure résistant aux acides finement pul- vérisée, 
20 " de poudre de verre, 
10 " de baryte. 



   Les dilatations à la chaleur du coulis produit suivant l'invention et ces dilatations comparées à celles des briquas de revêtement intérieur et d'un coulis ordinaire contenantdu quartz sont les suivantes: 
 EMI5.1 
 
<tb> température <SEP> coulis <SEP> suivant <SEP> briques <SEP> de <SEP> coulis <SEP> de <SEP> poudre
<tb> 
<tb> mélange <SEP> a) <SEP> revêtement'' <SEP> de <SEP> quartz <SEP> et <SEP> sili-
<tb> 
<tb> ou <SEP> b <SEP> ) <SEP> intérieur: <SEP> eate <SEP> de <SEP> potasse,é-
<tb> 
<tb> ventuellement <SEP> avec
<tb> 
<tb> additions <SEP> afin <SEP> que
<tb> 
<tb> le <SEP> mélange <SEP> se <SEP> dur-
<tb> 
 
 EMI5.2 
 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ cisse lui-même. 
 EMI5.3 
 
<tb> 



  0 <SEP> - <SEP> 3002 <SEP> 0,05 <SEP> % <SEP> 0,07 <SEP> % <SEP> 0,17 <SEP> %
<tb> 
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 400  <SEP> 0,09% <SEP> 0,11% <SEP> 0,34 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 500  <SEP> 0,20 <SEP> % <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> % <SEP> 0, <SEP> 69 <SEP> %
<tb> 
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 6002 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> % <SEP> 0,20 <SEP> % <SEP> 1,02 <SEP> %
<tb> 
 
Le mélange a) doit être préparé avec une solution commerciale de silicate de potasse et le mélange a) est sé- paré avec une solution de silicate de potasse, dont la pro- portion moléculaire de SiO2 : R20 est plus grande que   3, 5 : .   



  Pour des températures élevées (au-dessus de   6002)   on se sert pour le traitement du mélange a) au lieu d'une solution de silicate de potasse d'un silicate solide facilement soluble, pulvérisé finement, la quantité est à peu près égale à   5 %   du mélange sec. coulis 
A titre de comparaison, on a aussi préparé/du/composé de poudre de quartz et d'une solution de silicate de potasse et on a utilisé ce coulis pour la maçonnerie. Tandis que la prise du coulis produit suivant l'invention commençait déjà, après peu de temps et que ce coulis était déjà bien durci a- près 24 heures, la prise des coulis de poudre de quartzite et de silicate de potasse seul n'était pas encore finie même après dix semaines. 

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   Les coulis préparés suivant l'invention se sont conser- vés également lorsque l'on a chauffé la maçonnerie terminée. 



  Ils devenaient durs comme la pierre et ne présentaient pas de fissures d'aucune sorte. Des coulis à base de poudre de quartz et d'une solution de silicate de potasse présentaient déjà de fortes fissures après le premier chauffage, même quand le coulis se durcissait déjà de lui-même par suite d'additions spéciales ou d'un choix correspondant du silicate de potasse. 
 EMI6.1 
 



  $ E V : N '9 I Ç A T I 0 N S . 



  1/ Coulis réfractaire résistant à des températures peu élevées composé de substances de remplissage ou de mélanges de substan- ces de remplissage et d'une solution de silicate de potasse, caractérisé en ce que les substances de remplissage employées ou les mélanges de substances de remplissage possèdent après leur traitement avec le silicate de potasse, à peu près la même dilatation sous l'action de la chaleur que les matériaux formant les briques de la maçonnerie.

Claims (1)

1. 2/ Coulis suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un durcissement complet du coulis a lieu même à l'abri de l'air d'une manière connue par l'addition de substances appropriées et par un choix correspondan t des substances de remplissage.

   3/ Coulis suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise pour préparer le coulis sec du silicate de po- tasse, dont la proportion moléculaire de SiO2 : R2O est su- périeure à 3, 5 : 1.

   4/ Coulis suivant les revendications l à 3, caractérisé en ce que le silicate de potasse utilisé comme matière de liaison n'est pas ajouté de la façon ordinaire comme solution de si- licate de potasse, mais sous forme de poudre solide de silicate de potasse facilement soluble dans l'eau froide.

   5/ Coulis suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on ajoute en vue d'obtenir une meilleure concrétion à des <Desc/Clms Page number 7> températures relativement élevées des agents de concrétion et des fondants connus en eux-mêmes.