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Procédé de fabrication d'une matière pour des objets réfractaires, abrasifs, etc.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une matière pour des objets réfractaires, des abrasifs et des applications analogues.
Conformément à l'invention on fabrique une matière nouvelle, ayant une composition avantageuse, en faisant
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fondre des matières de départ contenant une spinelle telles que la chromite et de l'alumine.
Lorsqu'on dispose d'une matière de départ contenant les matières en question en proportions appropriées et étant aussi suffisamment pure d'éléments indésirables, on obtient la matière de composition nouvelle en faisant fondre cette matière de départ de la façon qui va être décrite. Toutefois, les minerais usuels chromitiques contiennent généralement trop peu d'alumine pour l'application envisagée; en outre, dans ces minerais, la ohromite est toujours accompagnée d'impuretés, de sorte que la fusion de ces minerais suivant la pratique usuelle ne donne également que des résultats défectueux.
Or on a trouvé que l'on peut obtenir, en faisant fondre des minerais chromitiques avec de l'alumine, des produits conservant les propriétés réfractaires et d'autres propriétés désirables des minerais chromitiques fondus, les défauts dus aux impuretés contenues dans ces minerais étant par ailleurs réduits au minimum.
La chromite, qui constitue l'élément essentiel des minerais chromitiques est un oxyde double de fer et de chrome; elle cristallise dans le système isométrique ou régulier. Toutefois, la chromite trouvée dans la nature est toujours accompagnée de magnésie et d'alumine, que l'on rencontre souvent en composé isomorphe avec elle. La chromite constitue probablement la matière réfractaire chimiquement neutre la plus utilisée qui soit connue. Par suite des impuretés qui l'accompagnent et qui ne peuvent pas être éliminées par les procédés pratiques connus, les propriétés désirées de la chromite sont toutefois souvent altérées dans
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une mesure extraordinaire. En tout cas il est très utile de choisir des minerais chromitiques contenant peu de magnésie et d'alumine.
Lorsque l'on fait fondre un minerai chromitique contenant 'beaucoup de magnésie, la réaction du produit obtenu est trop basique; d'autre part, la réaction d'un produit de la fusion de minerais contenant trop de silice est trop acide. Les termes "basique" et "acide" sont employés ici dans leur sens métallurgique usuel.
L'oxyde ferreux ne constitue aucun élément indésirable des minerais choisis pour la fusion, tant qu'il2y3a au moins un équivalent moléculaire d'oxyde de chrome (Or 0 ) pour chaque molécule d'oxyde ferreux (FeO).
Toutefois les minerais chromitiques ne se trouvent en aucun cas parfaitement purs d'éléments indésirables.
Conformément à l'invention il est toutefois possible d'éliminer les actions nuisibles de ces éléments constitutifs secondaires.
On a trouvé que le bain de fusion obtenu par la fusion d'alumine avec de la chromite est constitué essentiellement par une masse cristalline homogène. Une augmentation de la proportion d'alumine ne provoque évidemment aucune séparation d'alumine libre par cristallisation; même dans les morceaux qui ont été fabriqués suivant la présente invention et qui contiennent une quantité d'alumine allant jusqu'à dépasser 80% en poids, l'examen pétrographique n'a permis de constater aucune alumine libre. Toute l'alumine a été évidemment absorbée en solution solide par la chromite fondue.
A l'examen microscopique on constate que le bain de fusion de chromite et d'alumine constitue une masse
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dense de cristaux de spinelle de chrome tendant à prendre la forme d'octaèdres. Ceci est la forme usuelle des cri- staux dans le groupe isomorphe des spinelles. Cette so- lution solide d'alumine et de chromite est également elle- même isotrope, comme la chromite fondue, ou bien elle n'a un double foyer que dans une mesure très faible.
Au point de vue cristallographique il n'ya pas de différence sensible entre la chromite fondue et un bain de fusion de la même chromite avec de l'alumine, sauf que dans ce dernier cas la matière qui remplit les intervalles se rencontre en proportions de beaucoup plus faibles par suite des impuretés (en général des silicates), de sorte que les grains cri- stallins sont plus serrés et que l'homogénéité du produit final est très améliorée. Ceci entraîne toutefois une augmentation des propriétés réfractaires et de l'inertie vis-à-vis des phénomènes chimiques. En outre une solution solide vraie de ce genre de deux oxydes semble avoir les propriétés chimiques de l'élément le plus inerte.
Dans le choix de la matière première utilisée con- formément à l'invention, on préférera utilement les minerais de chromite contenant beaucoup d'oxyde de chrome et peu de silice (SiO2) et de magnésie (MgO). Toutefois ceci ne doit être considéré en aucun cas comme une limitation de l'invention à des minerais de chromite déterminés quel- conques .
Dans un exemple typique d'un mélange de 25 parties en poids de minerai chromitique avec 75 parties en poids d'un produit secondaire alumineux fondu contenant environ
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95% d'Al 0 , la majeure partie du poids est constituée principalement par des oxydes de fer et de titane. Comme les résultats sont d'autant meilleurs que l'alumine est plus pure,on peut utiliser une matière de départ contenant une très grande proportion d'alumine, et même de la bauxite.
Les impuretés ne détruisent pas la structure cristalline car la spinelle de chrome absorbe l'alumine en solution solide, tandis que la magnésie et principalement toute la silice se retrouvent dans les intervalles des cristaux. Pour réduire la proportion de silice et de magnésie dans le produit final, on utilisera généralement et de préférence, dans le mélange de départ, au moins des parties égales en poids d'alumine et de minerai ohromitique, jusqu'à 85 parties d'alumine pour 15 parties de minerai chromitique.
Dans la mise en pratique du procédé conforme à la présente invention, on utilise de préférence un four électrique semblable à celui qui est usité pour la fabrication d'alumine fondue pour les abrasifs. Ce four est constitué en général par une enveloppe refroidie par de l'eau, sans autre revêtement que celui qui est produit par la matière qu'il s'agit de faire fondre, telle qu'elle est introduite dans le four. La fusion est amorcée par la chaleur d'un arc électrique jaillissant entre deux ou plus de deux électrodes encastrées dans l'enveloppe en fer.Toutefois, lorsqu'il s'est formé un bain de matière fondue, la résistance électrique de la matière fondue est utilisée pour produire la chaleur. Le mélange est introduit petit à petit et les électrodes sont soulevées au fur et à mesure que le niveau de la matière fondue monte.
Lorsqu'on utilise pour l'alumine une matière de départ
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d'une pureté appropriée,comme par exemple l'alumine fondue obtenue sous forme de sous produit, les éléments de la charge sont concassés d'abord jusqu'à environ 3 à 6 mm, et même jusqu'à une finesse plus grande, puis on les mélange avant la fusion. Au contraire, si la matière de départ représentant l'alumine est constituée par des mine- rais à base de bauxite, on chauffe d'abord la bauxite seule avec une quantité suffisante de charbon, au lieu de mé- langer les éléments entre eux au préalable afin de réduire les impuretés telles que l'oxyde de fer et la silice. On ajoute ensuite le minerai chromitique, qui se dissout de façon homogène dans l'alumine fondue.
La fusion est con- duite comme d'habitude, mais. de façon qu'il ne puisse y avoir qu'une réduction aussi faible que possible des mine- rais, en particulier de la chromite. Toutefois, lorsqu'il y a un excès de silice en présence,il peut aussi être utile, dans les mêmes conditions, d'opérer pendant la fusion dans des conditions réductrices, et même aussi après l'addition de la chromite, de faon à réduire et à volati- liser la plus grande quantité de silice possible.
Il faut toujours avoir soin de ne réduire aucun oxyde de chrome, et de ne pas réduire non plus la majeure partie de l'oxyde ferreux en métal. Dans ces bains de fusion l'oxyde de fer se présente toujours sous la forme d'oxyde ferreux et il est généralement combiné avec l'oxyde de chrome en proportion moléculaire sous forme de spinelle
2 4 (FeOr 0). Toutefois s'il y a dans certains cas un excès de fer pariapport à la quantité indispensable pour former une spinelle de chrome avec la chromite en présence, on
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peut combiner cet excès d'oxyde ferreux avec de l'alumine pour produire une spinelle de fer FeAl 0 qui, de son côté, se combine de façon homogène avec le chrome et les autres spinelles dans le bain de fusion.
Si le minerai est extrêmement riche en oxydes de chrome, on peut aussi ajouter des minerais à base d'oxyde de fer pour augmenter la pro- portion de spinelle de fer pouvant aussi absorber de l'alumine en solution vraie en très grandes quantités.
On a trouvé en outre que les mélanges ayant ces compositions sont extrêmement liquides lorsqu'ils sont fon- dus d'une façon appropriée. Le four peut comporter une ouverture latérale pour le vidange de la matière fondue, ou bien il peut aussi être monté basculant, pour couler la matière dans des moules. Dans ce dernier cas surtout il est utile de prendre des dispositions pour que la matière en fusion ne soit pas déversée dans le dispositif de refroidissement par de l'eau. On peut obtenir ce résultat par exemple par l'application appropriée d'un raccord en fer.
La matière fondue est chauffée jusqu'à une tem- pérature très supérieure au point de fusion, puis coulée dans des moules. Les moules peuvent être constitués par une matière réfractaire granulée et par un liant de noyau, comme cela se fait d'habitude en fonderie, ou composés de plaques en matière réfractaire cuite ou de charbon et d'un métal approprié. Au besoin, ces moules sont chauffés auparavant, mais ils peuvent aussi être isolés, pour em- pêcher une dispersion trop rapide de la chaleur, par intro- duction dans une fosse de coulée, dans laquelle on les entoure de sable ou d'autre matière calorifuge.
Il faut que les moules comportent des évents assez
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larges, pour permettre leur remplissage complet, sans que de la matière solidifiée se dépose dans les masselottes. Si l'évent est fait en forme de coin de très petite section directement dans le moule, l'enlèvement de la matière en excès qui forme la masselotte, est sensiblement facilité.
Lorsqu'un moule est rempli, on l'enlevé et on remplit ensuite d'autres moules d'une façon appropriée.
Au lieu de verser dans des moules la matière réfractaire préalablement fondue, on peut aussi faire en sorte que le four serve lui-même de moule. Dans ce cas il convient de garnir le four d'un revêtement mince en matière réfractaire, de façon que la matière fondue aille jusqu'aux parois latérales en formant un bloc lisse. La charge est effectuée de la même façon; les électrodes sont retirées graduellement et on obtient ainsi un bloc ayant l'épaisseur désirée. Ce mode de moulage a l'inconvénient quel'on ne peut remplir qu'un moule à la fois. Toutefois cet inconvénient est compensé par le fait que l'on n'a pratiquement aucune perte de matière par des masselottes,etc., comme dans l'autre procédé de coulée.
Dans bien des cas il convient aussi de faire les fours de ce genre, servant de moules, avec une petite différence de section pour faciliter le démoulage des pièces. Toutefois cette mesure n'est pas indispensable, à cause du retrait considérable après la solidificationo
Les pièces coulées peuvent être laissées dans le moule pour être soumises à un autre traitement thermique, ou bien, lorsqu'on utilise des moules en fer, on peut en extraire les pièces un peu après que les parties extérieures
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de la pièce se sont solidifiées. e+ lAo i.# a.
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à se refroidir, Les masselottes doivent alors être cassées et séparées des pièces, parce que dans cet état celles-ci sont plus tenaces que lorsqu'elles sont froides, de sorte qu'on risque moins de les détruire en cassant les masselot- tes.
Lorsqu'il s'agit d'une masselotte conique dont la section la plus petite se trouve directement sur la pièce, l'enlèvement est plus simple et assez propre, comme d'ha- bitude.
Pour le refroidissement on peut procéder de la façon usitée en pratique, en prenant les pièces coulées et en les introduisant dans un four, puis en réduissant graduelle- ment la température en entourant les pièces de sable chaud ou d'une autre matière isolante, ou bien en n'isolant les pièces que peu et en les laissant se refroidir par la dis- persion de leur propre chaleur ou avec la chaleur d'autres blocs introduits avec elles et très rapprochés. La courbe indispensable de temps et de température a des allures extrêmement différentes suivant la forme et la nature des pièces et aussi suivant la composition de la matière fondue.
On remarquera en général qu'il convient, lorsqu'une section déterminée présente des fissures, d'augmenter cette section de refroidissement seule, ou bien aussi toute la durée de refroidissement.
Lorsque les pièces sont froides, les résidus con- sidérables quelconques de la masselotte ou de petites in- égalités peuvent être éliminés au burin ou à la meule dans quelques cas.
Les objets réfractaires ainsi fabriqués sont par- ticulièrement précieux dans différentes branches de la
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métallurgie, pour des bains de fusion contenant du fer, ainsi que ceux qui n'en contiennent pas, les bains de fusion électriques, les opérations chimiques, etc. Leur résistance aux laitiers permet de les utiliser sur une très grande échell dans toutes les applications des matières réfractaires, toutes les fois que l'on a besoin de matière très résistantes; on citera par exemple les parois, des foyers de chaudières, etc.
On peut en outre prendre des grains réfractaires obtenus à partir de certaines parties de ces bains de fu- sion et les ajouter à des mélanges de sable appropriés, comme cela se fait d'habitude en pratique pour les matières réfractaires liées à un haut degré, puis les chauffer à de hautes températures dans des fours céramiques. Pour le liant on utilise de préférence une matière brute ayant une composition analogue à celle du grain.
Comme il est tout à fait nouveau de faire fondre de l'alumine avec de la chromite ou des spinelles de ohromite sous forme de solution solide d'alumine et de chromite; la présente invention n'est naturellement nulle- ment limitée à des proportions déterminées quelconques d'alumine et de chromite. On a bien trouvé qu'il est par- ticulièrement avantageux de maintenir la proportion de chromite au-dessus d'une limite inférieure de 10%. On ob- tient les propriétés désirées de préférence lorsque la proportion de Or 0 est de 10% et davantage et celle de FeO 6% ou davantage.
En conséquence, pour obtenir les meilleurs résultats, on ne descend pas au-dessous de ces limites pour la com-
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position de la solution solide. On propose en outre, comme
2 3 limite inférieure pour la proportion d'Al 0 de ne pas prendre moins 2 de 3 50% environ. La limite supérieure de la pro- portion de Al 0 ne doit pas dépasser 80%. Il faut prendre une proportion inférieure d'alumine, au jugé, et cette proportion dépend des minerais chromitiques en présence. La raison pour laquelle la limite inférieure a été fixée à 50% environ, c'est que les impuretés qui se trouvent en général dans les minerais chromitiques exigent une addition d'environ 50% d'alumine ou davantage pour permettre une dissolution suffisante de ces impuretés.
La présente invention est en outre particulièrement avantageuse parce qu'elle permet de fabriquer des matières réfractaires telles que la spinelle de chrome contenant une proportion extrêmement petite de magnésie et de silice.
@ Dans le produit final la proportion de silice devra par exemple être inférieure à 50% et celle de magnésie inférieure à 12%, bien qu'en général, lorsqu'on utilise des minerais chromitiques appropriés, la quantité totale de silice et de magnésie soit effectivement inférieure à 10%.
La présente invention a été décrite principalement relativement à son application à des matières réfractaires, mais elle se prête aussi à des applications chimiques et à des applications mécaniques. Par exemple, on peut aussi fabriquer un. grain abrasif de bonnes qualités ; sescristaux se brisent d'une façon telle que ce grain possède des qualités avantageuses lorsqu'il sert d'abrasif, et il est aussi plus
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tenace qu'une matière ordinaire à base de spinelle.
En outre,par suite de la combinaison avec l'alumine, il est plus dur que téut composé normal à base de spinelle,les propriétés cristallines, telles que la propriété carac- téristique des cristaux isométri.ques de se cliver sous forme de cubes étant d'ailleurs conservées en même temps.
On a exposé brièvement ci-dessus quelques-unes des différentes possibilités d'application de l'invention.
Tout homme du métier connaîtra naturellement des possibilités d'applicatioins analogues. En outre on a indiqué des détails particuliers relativement aux impuretés que l'on trouve généralement dans la chromite, et décrit des procédés avantageux pour réduire la proportion de ces impuretés dans les produits finis. Il est évident que la présente invention n'est nullement limitée à ces modes de réalisation décrits, et qu'elle peut aussi être appliquée utilement de toute autre façon.
Revendications :
1. ) Procédé de fabrication d'une matière pour des objets réfractaires, abrasifs et produits analogues, caractérisé par le fait qu'on fait fondre une spinelle ou des oxydes pouvant produire une spinelle, avec de l'alumine ou des matières de départ contenant ces éléments con- stitutifs.
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A method of manufacturing a material for refractory, abrasive, etc. objects.
The invention relates to a method of manufacturing a material for refractory articles, abrasives and similar applications.
In accordance with the invention, a new material is produced, having an advantageous composition, by making
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smelting starting materials containing a spinel such as chromite and alumina.
When a starting material is available which contains the materials in question in suitable proportions and is also sufficiently pure of undesirable elements, the material of new composition is obtained by melting this starting material as will be described. However, the usual chromitic ores generally contain too little alumina for the intended application; furthermore, in these ores the ohromite is always accompanied by impurities, so that the smelting of these ores according to usual practice also gives only defective results.
Now it has been found that it is possible to obtain, by melting chromitic ores with alumina, products retaining the refractory properties and other desirable properties of the molten chromitic ores, the defects due to the impurities contained in these ores being otherwise reduced to a minimum.
Chromite, which is the essential element of chromitic ores, is a double oxide of iron and chromium; it crystallizes in the isometric or regular system. However, chromite found in nature is always accompanied by magnesia and alumina, which are often found as isomorphic with it. Chromite is probably the most widely used chemically neutral refractory known. As a result of the accompanying impurities which cannot be removed by known practical methods, however, the desired properties of chromite are often impaired in
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an extraordinary measure. In any case it is very useful to choose chromitic ores containing little magnesia and alumina.
When a chromitic ore containing a lot of magnesia is melted, the reaction of the product obtained is too basic; on the other hand, the reaction of a product of the smelting of ores containing too much silica is too acidic. The terms “basic” and “acid” are used here in their usual metallurgical sense.
Ferrous oxide is not an undesirable element in the ores chosen for smelting, as long as there is at least one molecular equivalent of chromium oxide (OO) for each molecule of ferrous oxide (FeO).
However, chromitic ores are by no means perfectly pure of undesirable elements.
In accordance with the invention, however, it is possible to eliminate the harmful actions of these secondary constituent elements.
It has been found that the melt obtained by the fusion of alumina with chromite consists essentially of a homogeneous crystalline mass. An increase in the proportion of alumina obviously does not cause any separation of free alumina by crystallization; even in the pieces which were made according to the present invention and which contain an amount of alumina up to more than 80% by weight, petrographic examination did not show any free alumina. All the alumina was obviously absorbed in solid solution by the molten chromite.
On microscopic examination it is observed that the molten bath of chromite and alumina constitutes a mass
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dense chromium spinel crystals tending to take the form of octahedra. This is the usual form of the crystals in the isomorphic group of spinels. This solid alumina and chromite solution is also itself isotropic, like molten chromite, or it has a bifocal only to a very small extent.
From the crystallographic point of view there is no appreciable difference between molten chromite and a molten bath of the same chromite with alumina, except that in the latter case the material which fills the gaps is found in proportions of much lower as a result of impurities (usually silicates), so that the crystalline grains are tighter and the homogeneity of the final product is greatly improved. However, this leads to an increase in the refractory properties and in the inertia with respect to chemical phenomena. Also a true solid solution of this kind of two oxides seems to have the chemical properties of the more inert element.
In the choice of the starting material used in accordance with the invention, the chromite ores containing a lot of chromium oxide and little silica (SiO2) and magnesia (MgO) will be usefully preferred. However, this should in no way be regarded as a limitation of the invention to any given chromite ores.
In a typical example of a mixture of 25 parts by weight of chromitic ore with 75 parts by weight of a molten aluminous by-product containing about
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95% Al 0, most of the weight consists mainly of oxides of iron and titanium. As the results are all the better as the alumina is purer, it is possible to use a starting material containing a very large proportion of alumina, and even bauxite.
Impurities do not destroy the crystal structure because chromium spinel absorbs alumina in solid solution, while magnesia and mainly all silica are found in the crystal gaps. In order to reduce the proportion of silica and magnesia in the final product, generally and preferably, at least equal parts by weight of alumina and ohromitic ore, up to 85 parts of alumina, will be used in the starting mixture. for 15 parts of chromitic ore.
In practicing the process according to the present invention, an electric furnace similar to that which is used for the manufacture of molten alumina for abrasives is preferably used. This furnace generally consists of a casing cooled by water, without any coating other than that which is produced by the material to be melted, as it is introduced into the furnace. Fusion is initiated by the heat of an electric arc spurting between two or more electrodes embedded in the iron shell; however, when a bath of molten material has formed, the electrical resistance of the molten material is used to generate heat. The mixture is introduced little by little and the electrodes are raised as the level of the molten material rises.
When a starting material is used for alumina
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of an appropriate purity, such as for example the molten alumina obtained as a by-product, the elements of the charge are crushed first to about 3 to 6 mm, and even to a greater fineness, then they are mixed before melting. On the contrary, if the starting material representing alumina is constituted by ores based on bauxite, the bauxite alone is first heated with a sufficient quantity of coal, instead of mixing the elements together with one another. beforehand to reduce impurities such as iron oxide and silica. The chromitic ore is then added, which dissolves homogeneously in the molten alumina.
The merger is carried out as usual, but. so that there can only be as little reduction as possible of ores, especially chromite. However, when there is an excess of silica present, it may also be useful, under the same conditions, to operate during the melting under reducing conditions, and even also after the addition of the chromite, so as to reduce and volatilize as much silica as possible.
Care should always be taken not to reduce any chromium oxide, and also not to reduce most of the ferrous oxide to metal. In these melting baths iron oxide is always present in the form of ferrous oxide and it is generally combined with chromium oxide in molecular proportion in the form of spinel.
2 4 (FeOr 0). However, if there is in certain cases an excess of iron pariapport to the quantity essential to form a spinel of chromium with the chromite present, one
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can combine this excess ferrous oxide with alumina to produce an iron spinel FeAl 0 which, in turn, combines homogeneously with chromium and other spinels in the molten bath.
If the ore is extremely rich in chromium oxides, one can also add iron oxide based ores to increase the proportion of iron spinel which can also absorb alumina in true solution in very large quantities.
It has further been found that mixtures having these compositions are extremely liquid when properly melted. The furnace may have a side opening for emptying the molten material, or it may also be mounted tilting, for pouring the material into molds. In the latter case, above all, it is useful to take measures so that the molten material is not discharged into the water cooling device. This can be achieved, for example, by the appropriate application of an iron fitting.
The molten material is heated to a temperature much above the melting point and then poured into molds. The molds can be made of a granulated refractory material and a core binder, as is customary in foundry, or of plates of fired refractory material or of charcoal and a suitable metal. If necessary, these molds are heated beforehand, but they can also be insulated, to prevent too rapid dispersion of the heat, by intro- ducing them into a pouring pit, in which they are surrounded with sand or other material. heat-insulating.
The molds must have enough vents
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wide, to allow their complete filling, without solidified material settling in the weights. If the vent is made in the form of a wedge of very small cross section directly in the mold, the removal of the excess material which forms the weight is considerably facilitated.
When a mold is filled, it is removed and then other molds are filled in an appropriate manner.
Instead of pouring the refractory material previously melted into molds, it is also possible to make the oven itself serve as a mold. In this case, the furnace should be lined with a thin lining of refractory material, so that the molten material goes to the side walls, forming a smooth block. The charge is carried out in the same way; the electrodes are gradually withdrawn and a block of the desired thickness is thus obtained. This molding method has the drawback that one can only fill one mold at a time. However, this disadvantage is compensated by the fact that there is practically no loss of material by weights, etc., as in the other casting process.
In many cases it is also advisable to make ovens of this kind, serving as molds, with a small difference in section to facilitate the release of the parts. However, this measure is not essential, because of the considerable shrinkage after solidification.
The castings can be left in the mold to be subjected to further heat treatment, or, when using iron molds, the parts can be taken out shortly after the outer parts.
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of the part have solidified. e + lAo i. # a.
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to cool, The weights must then be broken and separated from the parts, because in this state they are more tenacious than when they are cold, so that there is less risk of destroying them by breaking the weights.
In the case of a conical weight whose smallest section is directly on the part, the removal is simpler and fairly clean, as usual.
Cooling can be done in the manner customary in practice, taking the castings and placing them in a furnace, then gradually reducing the temperature by surrounding the pieces with hot sand or other insulating material, or well by insulating the pieces only a little and letting them cool by the dispersion of their own heat or with the heat of other blocks introduced with them and very close together. The essential time and temperature curve has extremely different shapes depending on the shape and nature of the parts and also depending on the composition of the molten material.
It will generally be noted that it is appropriate, when a given section has cracks, to increase this cooling section alone, or else also the entire cooling time.
When the workpieces are cold any substantial residue from the flyweight or small unevenness can be chiseled or grinded in some cases.
The refractory objects thus produced are particularly valuable in various branches of the
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metallurgy, for melting baths containing iron, as well as those which do not contain iron, electrical melting baths, chemical operations, etc. Their resistance to slags allows them to be used on a very large scale in all applications of refractory materials, whenever very resistant materials are needed; we can cite for example the walls, hearths of boilers, etc.
In addition, refractory grains obtained from parts of these melt baths can be taken and added to suitable sand mixtures, as is usual in practice for high degree bonded refractories. then heat them to high temperatures in ceramic furnaces. For the binder, a raw material is preferably used having a composition similar to that of the grain.
Since it is quite new to melt alumina with chromite or ohromite spinels as a solid solution of alumina and chromite; the present invention is of course in no way limited to any specific proportions of alumina and chromite. It has been found that it is particularly advantageous to maintain the proportion of chromite above a lower limit of 10%. The desired properties are preferably obtained when the proportion of Gold 0 is 10% and more and that of FeO 6% or more.
Consequently, to obtain the best results, one does not go below these limits for the comparison.
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position of the solid solution. We also propose, as
2 3 lower limit for the proportion of Al 0 not to take less 2 than 3 50% approximately. The upper limit of the Al 0 proportion should not exceed 80%. It is necessary to take a lower proportion of alumina, by guesswork, and this proportion depends on the chromitic ores present. The reason the lower limit was set at about 50% is that the impurities which are generally found in chromitic ores require an addition of about 50% or more alumina to allow sufficient dissolution of these. impurities.
The present invention is further particularly advantageous because it enables the manufacture of refractories such as chromium spinel containing an extremely small proportion of magnesia and silica.
@ In the final product, the proportion of silica should for example be less than 50% and that of magnesia less than 12%, although in general, when suitable chromitic ores are used, the total amount of silica and magnesia is effectively less than 10%.
The present invention has been described primarily with respect to its application to refractory materials, but it also lends itself to chemical and mechanical applications. For example, we can also make a. good quality abrasive grain; its crystals break in such a way that this grain has advantageous qualities when it is used as an abrasive, and it is also more
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tenacious than ordinary spinel material.
Further, as a result of the combination with alumina, it is harder than any normal spinel compound, the crystalline properties, such as the characteristic property of isometric crystals to cleave into cubes being moreover kept at the same time.
Some of the different possibilities of application of the invention have been briefly explained above.
Anyone skilled in the art will naturally know the possibilities of similar applications. In addition, particular details have been given with respect to the impurities generally found in chromite, and advantageous methods for reducing the proportion of such impurities in finished products have been described. It is obvious that the present invention is in no way limited to these embodiments described, and that it can also be usefully applied in any other way.
Claims:
1.) A method of manufacturing a material for refractory articles, abrasives and the like, characterized by melting a spinel or oxides capable of producing a spinel, with alumina or starting materials containing these building blocks.