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Procédé de fabrication de pierres réfractaires.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrica- tion de pierres réfractaires, telles que les briques réfractai- res, etc.., particulièrement pour des fours industriels dont on exige qu'ils possèdent une solidité mécanique (résistance à la compression et à la flexion) particulièrement grande.
Il est en soi connu de munir des masses céramiques, par exemple des produits en terre réfractaire, d'armatures intérieu- res en métal ou en fer, ayant la forme de baguettes qui ne se touchent pas, et se trouvant noyées dans la masse en une ou plu- sieurs couches, en vue d'en augmenter la solidité. Jusqu'ici on a cru qu'il était bon d'empêcher une formation d'écailles sur les armatures lors de la cuisson, parce que l'on croyait que par suite de cette formation d'écailles, il serait impossible d'obtenir des corps utilisables dans la technique et possédant les qualités désirées. Les armatures n' ont donc pas été faites par exemple en fer, mais en métaux non oxydables ou peu sujets
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à s'oxyder, ou l'on a procédé à la cuisson dans une atmosphère réductrice.
Dans un cas spécial où il s' agissait. de la fabrica- tion d'articles céramiques, destinés à être employés comme ma- tériau dans la construction au-dessus du sol, sous forme de plaques, à la place du bois, la cuisson s'est faite également en une atmosphère réductrice, et l'on a utilisé une masse rendue maigre, la proportion de la matière maigre à la matière de liage ayant été choisie comme étant de 5 à 1. Avec cela, les matières maigres et de liage doivent être moulues à une relativement grande finesse.
Par aucun de tous ces procédés connus, il n'est pourtant possible de fabriquer des pierres réfractaires avec des armatures de fer, possédant de hautes qualités de résistance mécanique, puisqu'on n'a pas pu éviter que la pierre ne se cre - vasse ou n'éclate déjà lors du séchage ou de la cuisson, et encore bien plus ultérieurement au moment de son emploi dans le feu. Par le nouveau procédé on réussit pour la première fois à créer une liaison tellement solide entre les armatures de fer et la matière dont la pierre est faite, que des fentes et cre- vasses ne se produisent pas lors du séchage et de la cuisson de la pierre, ni ultérieurement pendant son emploi à des tempé- ratures élevées variables.
On y arrive par une proportion de mélange bien déterminée entre la matière maigre et la matière de liage, et par une granulation encore rigoureusement détermi- née de la matière maigre. La proportion de la matière maigre à l'argile de liage est à peu près de 9 à 1, et la granulation de la matière maigre est approximativement conforme à la courbe de huiler bien connue ;on pourra par exemple employer la granula- tion suivante :
EMI2.1
<tb> au-dessus <SEP> de <SEP> 4 <SEP> mm. <SEP> = <SEP> 5 <SEP> %
<tb>
<tb> entre <SEP> 3 <SEP> et <SEP> 4 <SEP> mm. <SEP> = <SEP> 12 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> " <SEP> 2 <SEP> et <SEP> 3 <SEP> mm. <SEP> = <SEP> 12 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> " <SEP> 1 <SEP> et <SEP> 2mm. <SEP> 10%
<tb>
<tb> " <SEP> 1/2 <SEP> et <SEP> 1 <SEP> mm. <SEP> = <SEP> 30%
<tb>
<tb> au-dessous <SEP> de <SEP> 1/2mm. <SEP> 31 <SEP> % <SEP>
<tb>
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Grâce à ces deux dispositions, la masse possède une porosité telle que lors de la cuisson, il se produit une formation d'écail- les ou de pailles d'oxyde de fer à la surface ou croûte des ar- matures en fer qui, de façon connue, consistent en de courtes baguettes qui ne se touchent pas et qui sont noyées par plusieurs couches, et il se produit encore une scorification des armatures avec la masse ;
avec cela, par suite de la porosité du mélange ou masse, les armatures reçoivent pendant l'oxydation le jeu nécessaire, de sorte qu'un éclatement et une rupture de la pierre n'auront lieu, ni pendant le séchage, ni pendant la cuisson, ni encore plus tard pendant l'emploi dans le feu. Le choix du rap- port de mélange de la matière maigre et de la matière de liage ainsi que le choix de l'état granuleux de la masse est donc fait de façon que sciemment une oxydation partielle des armatu - res de fer est déterminée lors de la cuisson, de manière que l'on obtienne une liaison absolument ferme entre la masse et les armatures de fer.
L'oxydation de la surface de ces armatures (il faudra qu'il reste un noyau de fer) fait naître des zones de scorifioation, qui pourtant ne sont pas assez étendues pour se toucher les unes les autres, ni pour se couper ou se confon- dre. Pour cette raison, les armatures de fer doivent être encas- trées à des distances convenables, longitudinalement et latéra- lement, les unes des autres. Par suite des conditions de mélange et des matières choisies, la zone de scorification et avec cela la liaison entre les armatures de fer et l'argile réfractaire se présentent le mieux possible, de sorte que les pierres ainsi fabriquées comportent des coefficients maximum, jusqu'ici incon- nus, de résistance mécanique.
Voici un exemple d'exécution du nouveau procédé :
Dans la fabrication d'une pierre-vanne de chenal de coulée pour un four Martin-Siemens, approximativement longue de 620 mm., large de 450 mm. et épaisse de 110 mm., on dame d'abord ferme - ment, dans un moule ouvert, une couche de fond d'environ 35 mm.
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d'épaisseur. Fuis on pose une couche de fils de fer, distants approximative ment de 10 mm, en longueur les uns des autres, et espacés latéralement de 30 mm. environ. Là-dessus on dame encore fermement une couche de masse de 35 mm. d'épaisseur, que l'on garnit de la même façon d'une couche de fils de fer, et on finit par appliquer et damer la couche de masse également de 35 mm. environ, laquelle termine la pierre.
Les dessins ci-joints représentent à titre d'exemples deux autres formes d'exécution de pierres de l'espèce en question;
Les figs,l et 2 montrent une pierre à coulisse ou vanne pour le chenal de coulée d'un four Martin-Siemens ;la figure 1 est une coupe suivant la ligne 1-1 de la figure 2.
Les figs.3 et 4 montrent une pierre à coulisse ou registre de canal de gaz de fumée ;la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 4.
L'armature de fer des pierres se compose dans les deux cas de trois couches 1, 2 et 3, forcées chacune de courtes baguettes de fer rond séparées 4. Les baguettes d'une couche sont décalées les unes par rapport aux autres, et elles sont noyées à des dis- tances les unes des autres. Les armatures de deux couches voisi- nes sont ici disposées perpendiculairement l'une à l'autre.
Dans la pierre-vanne pour le chenal de coulée (figs.1 et 2), 5 sont des armatures coudées pour le renforcement des trous de suspension 6 qui traversent la pierre. Dans la pierre-registre pour canal de gaz de fumée, 7 est une armature qui est pourvue de l'oeillet de suspension 8 et qui fait saillie à l'extérieur de la pierre. Dans un tel cas les fers de suspension avec les oeillets en saillie sont protégés contre oxydation - pendant la cuisson - par une enveloppe d'argile réfractaire.