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Publication number: BE415860A
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Description


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    MATÉRIAU   REFRACIAIRE. 



   La présente invention a trait aux matériaux   réfractai-   res composés prinaipalement ou essentiellement de chromite au de mélanges de chromite et de magnésite-, et qui se distinguent par des qualités particulières de résistance à l'attaque de scories acides, de scories basiques et d'autres agents chimiques;

  
On a constata que les propriétés de matériaux de ce genre peuvent être notablement, améliorées par l'incoporation de quantitéa relativement peu importantes de substances riche en orthosilicate de magnésium tel que de   l'olivine.   Cette adjonction permet d'améliorer sensiblement la. constance du volume du matériau lors de la cuisson et lors des échauffements ul têrieurs,   'de   même que sa résistance aux   charges   à des températures éleevées, et même très éleevées, ce qui présente entr'autres une importance particulière pour la construction de voûtes de 

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 fours;

   par ailleurs, ces adjonctions permettent de réduire le poids par volume unitaire et apportent de plus des avantages d'ordre économique par   l'adjonction   dans le matériau de   l'oli-   vine qui est une substance relativement   très   bon marché. 
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  Les effets favorables de 1.O'liYine commencent à apparal- tre même pour des adjonctions relativement peu importantes, par exemple pour des quantités de 1'ordre de 5 à 10   %   environ du matériau, totale Mais en général on   utilisera,   des adjonctions 
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 dépassant 10 par exemple représentant 20 à 4C> Ove du matériau total. Dans certains   cas;,   la quantité d'olivine peut aussi être un peu plus élevée, mais en général elle ne devra pas être supérieure à environ   50     %   de la   quantité:   totale de matériau. 



   Pour la mise en oeuvre d procédé objet de l'invention on pourra faire entrer en ligne de compte des minerais ou mélanges de minerais appartenant   au.   groupe du chromite de fer et en général des cristaux riches en chrome du groupe des spinels dont les   constituants     principaux   sont le plus souvent les trois 
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 composés FeOraQ4' àoEkg 4> f4; ces suhstanaes. seront dési-   gnées     ci-après.   par le terme général de   chromite.   



   Les substances riches en magnésium, peuvent être constituées par de la magnésite calcinée, notamment par de   la. magné-   
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 site calcinée à fond au à mart., ainsi que de la magnis-ite fqn- due ou de 1*oxyde de magnésium fondu. La magnésite peut contenir de la. chaux, par exemple de la chaux calcinée à   6-25 %   de CaO.

   On pourra, par exemple utiliser une magnésite cuite   à   mort ayant la Composition suivante : 
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 ?4,2 % MgO; 3,2 % 2,a y,t 23 é3' ;. 1,8 % Si(32s 0,.9 % 
2   2 3 2 perte à la cuisson, on pourra aussi utiliser d'autres   subatan..   
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 ces riches en magnésium. par exemple de 1.a.. site au de l'oxy de de magnésium, obtenu par voie chimique, cette dernière subs-   tance   pouvant être utilisée à l'état de division   particulière   ment fine. Les substances riches en magnésium mises en oeuvre 

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 conformément à l'invention seront désignées   ci-après   par abré- 
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 viation par le terme "magnésitem. 



   Dans certains cas il y a avantage à ajouter de faibles quantités de magnésite caustique pour obtenir une prise à froid du matériau. 



   Les adjonctions riches en orthosilioate de magnésium peuvent être constituées par des   divines   qui contiennent comme 
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 l'on sait, en plus de leorthasilicate de magnésium, des quantités variables à*Qrthùsiliaake de fer, Il y a avantage à utiliser des   divines-   dont la teneur en fer, calculée en FeO, n'est pas. supérieure à environ   la µµ   et contenant des quantités relative- 
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 ment faibles d'autres silicates, notamment d'hydrosLlieat.e de magnésium. on pourra.aussi utiliser des minerais d'olivine dont la teneur en tala et en serpentine est de l'ordre de 10 à 15 % 
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 environ; dana certains cas on pourra, même reaourir à des. al Ti'" nes contenant une plus forte BiE'oporti&K d'impuretés. Dans de nombreux cas on a constaté gu.'il y axait azantage à soumettre la.

   OEhr0mit au le mat&'iau gaz base d'alitina à un processus de ouise,an ou d'agglomératiarn pour- Cie drater le mstéria et l'amener à un état: aussi compact que possible. 



   Des divines, contenant   des   quantités importantes d'hy- 
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 dros.ilica.tes ou d'autres substances convenant pour la formatian d'orthosiliaa,te de magnésiumpeuvent être transformées a la manière connue en soi par chauffage en présence de   uanti   téa appropriées de substances riches en magnésium telles que de la   magnésie:   ou   analogue,   en des produits plus riches en   silicate   de magnésium et convenant de ae fait mieux pour la. mise en oeuvve du   procède   objet de l'invention. 



   Par ailleurs;, les matières premières peuvent être sou- 
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 mises â un traitement préalable cauraut, mécanique' ou chimique, par exemple à une prepara.ti&n magnétique. Pour la. préparation de masses destinées à être pilonnées 

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 ou. pour le garnissage: de fours industriels, on pourra utiliser des mélanges broyés, éventuellement broyés enaemble, de chromite et d'clivine au de chromite, de magnésite et d'olivine. Le matériau¯   broyé   peut àtre tria par tamisage pour séparer les grains de différentes grosseurs, ce qui permet d'éliminer les grains indésirables:, notamment ceux de dimensions moyennes. 



   Bans certains   cas,.   notamment en présence de- quantitéa relativement Importantes de magnésite, il y a avantage: à utiliser des produits augmentant la, résistance, tels: que des:   ciments,   par exemple du ciment à l'aluminate de.   =lait=,,     la.   quantité de aiment: ne devant en général pas dépasser 5 à 15 % du poids du matériau. 



   Les pièces moulées telles que des briques au analogues sont obtenues à la. manière habituelle en transformant des mélanges des constituants amenés au taux de granulation voulu par adjonction de liquides de préparation appropries, et en ajoutant de faibles quantités de liants organiques au inorganiques: afin d'obtenir ainsi des pièces de forme qui sont séchées au cuites. Pour certains buts.   spéciaux   on pourra aussi ajouter de: faibles quantités, par   exemple- 5 %   au maximum de substances minéralisatrices telles que du borax, des fluorures, de la cryelite. Le moulage peut s'effectuer en utilisant des pressions appropriées par exemple de 200 à 1000 kilos par cm2. 



   Le procédé objet de l'invention permet d'obtenir des pièces moulées dont la constance de volume est remarquable, on est de ce fait en mesure de donner aux pièces moulées, telles que briques et   analogues,   les dimensions voulues dès avant l'opération de cuisson, de mettre en place les pièces moulées à froid et de ne procéder qu'ultérieurement à la. cuisson. 



   Lors de la fabrication de pièces composées de mélanges de chromite. et de magnésite, il y aura avantage à utiliser la chromite moins finement pulvérisée et la magnésite: et l'olivine 

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 finement pulvérisée. On facilite ainsi des réactions désirables telles que la, transformation d'hydrosilicates de   magnésium   en 
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 arthosilicate de magnésium, ali la. formation de ferrite de mané sium pendant l'opération de cuisson. 



   Le procédé aonforme à   l'invention   permet   la   fabrication de matériaux essentiellement constitues par de la chromite et 
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 contenant &es proportions, peu importantes dl'olivine, ces matér-iaux faiblement basiques pouvant o-ontenir de 50 à 35 % en poids de   chromite   et de. 5 à 50 % en poids   d'olivine.   'Exemple 1 - Une chromite composée comme suit :

   
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 l' ' fr0 , 14,5 % Feo, l7,S tJ ]±gO, 2h5 % A03 et un minerai d'olivine oomposa aomme suit 40,6 ea SiCa' 47,6 % r±C, Ts5 ef3s 1,1 % Al 0 0 z Or 0 0sl &0s ls % de perte à. la. cuisson sont broyés au degré voulu et   mélangea,   dans les proportions.   aonvenablea,   La quantité de chromite est préférablement de 60 à 80   % et   la quantité de 
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 minerai à'olivine de 20 à z environ du matériau. On procède par exemple- de telle sorte que 13'on broie les deux produits bruts pour les amener à une dimension de graina maxima de 6 mm. 
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 pour mélanger ensuite intimement 75 de chromite et 25 ô d' alivine, le mélange, étant, après avoir ate humecté à 1'*eaitt transformé en pièces moulées, lesquelles sont soumises à la. cuisson à l4S-00 après avoir été séchées..

   Le retrait dû . la attionon n'est alors, que d'environ o,1 $, aompté linéairement, par rapport à 2,.5 % pour dea pièces, formées uniquement de ohrQm1te: de même composition. La présence de l'olivine augmente la.   résis-   tance aux hautes températures   d'environ   150  pour les charges 
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 habituelles, d'environ S kg. par oma. 



  Si l'on incorpore a.u materian principalement compose de ahromite et contenant de 1$alïyine, de faibles quantités de magnésite, on peut ainsi donner au matériau un certain pouvoir abserb=t pour des substances basiques telles que le dioxyde 

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 de silicium, en augmentant encore la   résiatnce   mécanique. On obtient en même   temps.

   Davantage   que les. réactions   chimiques   
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 entre les hydrosilicates de 19eli'rine et la magnésite assurent une liaison particulièrement intime de tout. le matériau., cette 
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 liaison pouvant, le cas échéant,. être améliorée par transforma"   tien   des composes ferreux contenus- dans l'olivine eh ferrite de magnésium. 
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 on peut par exemple- mélanger 50 à fez de chramit.e arec un mélange de magnésite et dàolivine dont les proportions sont comprises entre les limites de 1 à 4 et de 4 à 1 en   utilisant   au minimum   10     %   d'olivine.

   Des mélanges convenables, sent par exemple: 
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 80 % Chromite, 10 % Kagnesite, 10 % divine, z <Jhromite, 5" ytgnéaite, 10 Olivine, bzz Ohromite, 10 Magnésite, 20 % Olivine, 60 % chramite, la f' Magnésite, 20 % Olivine, 50 % Chromiste, la % Ngnésite 40 % Olivine. 



    Exemple 2 -   Du minerai de chrome est broyé jusqu'à ce que la totalité de matériau passe au tamis à maille de   6   mm. d'ouverture. De la magnésite et de   l*olivine   sont alors   broyées'   dans les proportions ci-dessus indiquées et de telle sorte que tous 
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 les mat eriamb passent au tamis à mailles de osa mm, d'avurertu- re.

   La chromite ainsi broyée est alors mélangée au matériau finement broya' composé de magnésite et   d'olivine   dans les pro- 
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 portions ci-desasus indiquées, transformée arec adjonction d'eau en briques standard, lesquelles sont ensuite séchées puis cuites à   1430.,   'Un utilisant des quantités plus importantes de magnésite en pourra obtenir des substances plus basiques, par exemple des substances- dans lesquelles la proportion entre la   chromite   et la magnésite est comprise entre les limites de 40 à 60 et de 60 à 40 %, et peut par exemple être de 50 : 50. Dans de tels 

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 matériaux la quantité totale de chromite et de magnésite doit être de 60 à 95% et la quantité d'clivine   de: 5   à 40 %.

   Des matériaux de ce genre   Présentent   à la. fois. la  résistance   chi-   mique   des briques à base de chromite avec des caractéristiques fortement basiques: et présentent,   aantrairement   aux briques de magnésite ordinaires, la propriété de bien résister aux charges   paur   des températures relativement très élevées, notamment   lors   que les teneurs en   divine!   sont plus élevées, par exemple: com.prises entre 30 et 40 %.

   Comparé au matériau essentiellement   composé   de chromite, le matériau conforme à l'invention se distingue par son faible poids spécifique, un avantage particulier de ces matériaux réside dans le fait que ni la cuisson, ni   même   les   échauffements   répétés et prolonges à des températures très élevées,   ne   provoquent de contraction permanente de volume ou de retrait, le volume restant   au   contraire constant. On peut aussi produire des briques qui, lors de la cuisson, subissent un léger retrait permanent. 



     Exemple 3 -   on utilise un mélange de 40   % de   chromite, de 40% de magnésite et de 20% d'olivine, la. transformation sèffectuant comme dans l'exemple 2. 



   Pour obtenir des matériaux fortement basiques, on   uti-   lise de la magnésite en excédent sur   la.   chromite, par exemple de telle sorte que le matériau, contienne environ 40   à.   55 %, par exemple 50   % de   magnésite. La teneur en   chromite.   ne doit pas dépasser environ 30% du matériau., la quantité étant à peu près égale à celle de la chromite ou dépassant cette valeur La quantité de chromite peut par exemple être de.   28     %  de la quantité de magnésite. 



   On a énuméré ci-après, à.. titre d'exemple purement indi-   aatif,   quelques proportions- de mélange. 
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<tb> 
<tb> a <SEP> @ <SEP> c <SEP> d <SEP> e
<tb> Ohromite <SEP> 15 <SEP> % <SEP> 20% <SEP> 25 <SEP> % <SEP> 5% <SEP> 10%
<tb> Magnésit <SEP> e <SEP> 45 <SEP> 50% <SEP> 45 <SEP> % <SEP> 55% <SEP> 40%
<tb> Olivine <SEP> 40 <SEP> % <SEP> 30 <SEP> % <SEP> 30 <SEP> % <SEP> 40 <SEP> % <SEP> 50 <SEP> %
<tb> 
 

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La méthode de travail peut être- la même que celle prévue pour l'exemple 2. 
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  Les propriétés des matériaux obtenus conformément 1-*invention peuvent être amé1i.arê.es. en tonnant aux grains des matières premières des dimensions appropriées.'En général il y a avantage de broyer la. magnésite et l'qlivine plus finement que la chromite, on peut par exemple procéder de telle sorte que la totalité' du matériau présente un grain inférieur à 4 mm., la   moitié   de l'olivine et la moitié de la magnésite étant   d'un   grain inférieur à 0.2 mm. environ. 



   Dans certains cas il est avantageux d'éliminer   par   tamisage certaines   grosseurs   de grains, par exemple celles de 0.8 mm. et 0,3 mm. un mode de réalisation avantageux consiste par 
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 exemple à prévoir pour 20 à 30 % en poids du matériau des grain compris entre. 6 à a mm., pour 15 â. % des grains, compris ent.ra 2. et ard mm.x pour 10 à. 20 % des grains de grosseur comprise entre o*6 et 0,.2 mm. et pour 30 à 40 % des grains dont la grosseur est comprise entre 0,2 et 0,15 mm. Dans ce cas:, il y  , également avantage à utiliser la. ohromite pné%ébablement sous forme: mains finement broyée et la magnésite et l'clivine en totalité au en partie plus finement broyées. 



   L'invention permet d'obtenir des produits réfractaires Convenant pour les emplois les plus divers au susceptibles   d'être   prépares pour l'emploi envisagé. Les champs   d'applica-   tion entrant en ligne de compte sont entre autres les fours   électr iques   et installations de foyers en général, par exemple 
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 les fours miétallurgic.Luee, les fours: Siemens-IL-1-rt in, les fours de fusion du cuivre, les fours, de forge, les.   fours à.     coke:,   les. fours céramiques:, par exemple le garnissage intérieur de feurs 
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 toUrnantE* les fours àe6tànéh à l'industrie chimique, fia.

Claims

REVENDICATIONS 'ET- RESUME.

1. Matériau réfractaire principalement ou essentiellement com- EMI8.5 pose. de Chromite au de mélange de chromite ou de ma.êa:1te, ce- <Desc/Clms Page number 9> matériau étant caractérisé par le fait que la, teneur en maté.. EMI9.1 riet riche en orthoailicate de magnésium telle que l'olivine. ne dépasse pas 50 % en poids du- total, et est préférablement de 13'ordre de 10 à 40 % en poids..

2. Procédé de fabrication d'un matériau réfractaire tel que EMI9.2 révenàiqjué sous 1, caractérisa par le. fait qu'un mélange acintenant plus de 50, par exemple ju.s#.â. 9Sr % de chromite et z 5cv préférablement. 10 à 40 de matériau, riche en urthoaiii. oa.ie de magnésium, est solidifié par cuisson a la maniera habitueiiet le cas éart. après avoir été moule:.

3. procédé tel que revendique sous 1, caractérise: en ce qu'un mélange contenant de la chromite et de la magnésite dans des proportions qui ne soient pas inférieures à 50 % du matériau, et EMI9.3 un matér1au. riche en ar-thos,ilic&te du magnésium compris: entre 5 et 50 et préàérablement entre 1Q et 40 % est transforme par auissons le cas échéant après a..TCtU 't:é m.Q1.Ûe au préalable..

46 Procédé tel que revendique dans les revendications; 1 et 3, caractérisé< par le fait qu'e utilise des mélanges aantenant des parties: à peu près égales de chromite et de magnésite.

5,, Procéder suintant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce due le mélange contient une quantité: de chromite dépassant sensiblement la quantité de magnésite contenue.

6,, procédé suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le mélange contient des quantités de magnésite sensiblement supérieures aux quantités de chromite. EMI9.4

7 Procède, suÎ'Fant la revendication 6, caractérisé en ce que les quantités de matériau riche en arthosiliaate de magnésium ajoutées dans le mélange sant d'environ 20 à 50 %.

8. Procédé suivant les revendications 1- 7, caractérisa en ce EMI9.5 que de la¯ ahromita au de l'ol.ivinex ou ces, deux substances sont soumises à un traitement préalable par oaileination ou agaomàutia, 9 Procédé tel que revendiqué dama les revendications 1-, cas <Desc/Clms Page number 10> ractérisé en ce que la. ahromite est utilisée après avoir été broyée en grains assez gras, tandis que la magnésite et l'clivine sont employées en totalité ou en partie sous forme de poudre fine.