BE417527A

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Publication number: BE417527A
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Description


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  Perfectionnements aux corps et matières réfractaires et procédé pour les fabriquer. 



   Cette invention est relative aux matières réfractaires et à un procédé pour les fabriquer et a pour objet des corps réfractaires perfectionnés et un procédé perfectionné pour fabriquer ces corps. 



   Des corps réfractaires contenant des cristaux de mullite ont été constitués à l'aide de mélanges contenant de l'alumine et de la silice, ou leurs composés, par un procédé consistant à ajouter certains minéraux tels que le feldspath aux mélanges à cuire le mélange à une température inférieure au point de fusion de la mullite. Toutefois, les corps ont toujours été composés de mullite (ou de mullite et de corindon) noyée   danune   

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 gangue vitreuse dont la proportion est considérable, et les cristaux de mullite ont généralement été petits. 



   Des corps contenant une forte proportion de mullite sous forme de gros cristaux sont très utiles pour de nombreux usages parce qu'ils possèdent une résistance élevée à   l'é- ,   crasement.Les cristaux de mullite sont de longues tiges qui se   prêtent   à leur enchevêtrement et constituent ainsi une masse qui résiste à la déformation. 



   On a fabriqué des corps réfractaires en fondant des. mélanges d'argile et d'alumine dans un four à arc électrique et en les laissant cristalliser, par refroidissement, sous forme de cristaux de   mullite   (ou de mullite et de corindon) mais le coût des corps de ce genre est très élevé en raison des températures élevées nécessaires pour fondre les matières brutes. 



   On avait jusqu'ici trouvé impossible d'obtenir par la cuisson des mélanges susmentionnés à des températures infé- rieures au point de fusion de la mullite (I8I0  C), une ma- tière composée d'une très forte proportion de mullite. Si l'on augmente le rapport de l'alumine à la silice du mélange vers celui de la mullite, qui est   255   il se forme des cris- taux de corindon (forme   d'alumine),   ce qui laisse un excès de silice dans le reste de la matière, de sorte que la matière est composée de cristaux de mullite et de corindon noyés dans une gangue vitreuse dont la proportion est considéra- ble. De plus, les cristaux de mullite sont très petits. 



   Ainsi, dans un mélange de kaolin et d'alumine avec 20 % de feldspath., cuit à 1750  C. lorsque le rapport entre l'alumine et la silice est faible, de sorte que la proportion de la mullite par rapport à la gangue vitreuse est aussi fai- ble, les cristaux sont gros. A mesure qu'on augmente le rap- port de l'alumine à la silice, de sorte que la proportion de mullite augmente, les cristaux diminuent de grosseur et, lorsque ce rapport atteint 1.8, les cristaux sont très petits   @   

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 et l'apparition du corindon a commence ceci a comme résultat qu'il n'est pas possible d'augmenter la proportion de mullite par un nouvel accroissement du rapport de l'alumine à la silice. 



  A une température de cuisson inférieure, soit 1500 , le corindon commence à apparaitre sous un rapport de 0,87 entre l'alumine et la silice, ce qui indique une proportion de mullite beaucoup plus faible. 



   Conformément à l'invention, un corps composé de cristaux noyés dans une gangue vitreuse et dans lequel ces cristaux ne consistent sensiblement qu'en de la mullite et constituent la majeure partie du corps est obtenu à partir d'un mélange composé sensiblement d'alumine et de silice, et/ou de leurs composés, et d'oxyde de titane. On cuit le mélange au-dessous de 177 . Le rapport de l'alumine à la silice du mélange est tel qu'il donne sensiblement toute proportion désirée de mullite dans le corps résultant et est compris entre I et 4. La quantité d'oxyde de titane que contient le mélange entier est au moins   4 %.    



   En raison de   l'addition   d'oxyde de titane, il ne se forme pas de corindon à partir de mélanges dont le rapport de l'alu- mine à la silice s'élève jusqu'au rapport en mullite, soit 2,55, ou même excède ce rapport. De cette façon, on peut obtenir un produit qui est composé presque entièrement de   mullite   et d'oxyde de titane et qui ne contient que juste assez de gangue vitreuse pour constituer un corps consistant. En outre, avec une proportion suffisante d'oxydede titane, les cristaux de mullite sont gros et ne diminuent pas de grosseur lorsqu'on augmente le rapport de l'alumine à la silice. 



   La présence d'oxyde de titane dans des mélanges se prêtant à la formation de mullite (ou de mullite et de corindon) favorise le développement de la mullite et fait obstacle à la formation du corindon. 



   Par exemple, la cuisson à 1760  d'un mélange de kaolin et d'alumine ayant un rapport de 2,87 entre l'alumine et la silice, avec 5 % d'oxyde de titane, donne un produit contenant une très 

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 forte proportion de mullite, mais les cristaux sont   petits.La   cuisson à la même température d'un mélange analogue, dont le rapport entre l'alumine et la silice est 2,66, mais qui contient 10 % d'oxyde de titane, donne un produit contenant une très forte proportion de gros cristaux de mullite. 



   Des corps peuvent être fabriqués suivant l'invention de diverses manières. S'ils sont fabriqués directement à partir des matières brutes, le retrait est trop grand pour la plupart des usages. Il est par conséquent préférable de préparer un agrégat à l'aide d'un mélange suivant l'invention, de broyer cet agrégat et d'y ajouter un liant composé approximativement des mêmes matières brutes, en utilisant de préférence la quan- tité minimum nécessaire pour tout usage donné et en cuisant un corps fait de ces mélanges de la même manière qu'on a cuit le mélange pour préparer   l'agrégat.   



   A titre d'alternative, on peut utiliser dcomme agrégat tou- te mullite ou sillimanite naturelle ou artificielle ou tous au- tres réfractaires et utiliser comme liant un mélange suivant   l'invention.   



   Pour donner une signification déterminée au mot "gros" appliqué à des cristaux de mullite, on indiquera la gamme des grosseurs des cristaux de mullite qui ont été trouvés dans un très grand nombre de corps réfractaires fabriqués par la de-   manderesse.   Les limites de cette gamme étaient 0,005 et 0,025 mm, , en prenant la grosseur moyenne du cristal de tout corps donné. 



  Les cristaux dont la grosseur est voisine de la limite supé- rieure sont considérés comme gros. 



   La demanderesse pense que les cristaux appelés ci-dessus    cristaux   de mullite" sont composés uniquement de   mullite.Tou-   tefois, étant donné que les cristaux de   sillimanite   sont diffi- ciles à distinguer des cristaux de mullite, il se peut qu*une faible proportion des cristaux, lorsque ceux-ci sont petits, soit composée de sillimanite. 



   Il faut qu'une partie du mélange d'alumine et de silice soit sous la forme plastique. S'il en était autrement, le corps 

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 réfractaire serait friable.

Claims

RESUME.

I .- Un. corps composé de cristaux noyés dans une gangue vitreuse et dans lequel ces cristaux ne sont sensiblement compo- sés que de mullite et constituent la majeure partie du corps, ce corps étant fait d'un mélange composé sensiblement d'alumine et de silice et/ou de leurs composés et d'oxyde de titane.

2 .- Procédé pour fabriquer un corps comportant des cristaux noyés dans une gangue vitreuse et du genre dans lequel les cristaux ne sont sensiblement composés que de mullite, ce procédé étant caractérisé par les points suivants, ensemble ou séparément : a/ On ajoute de l'oxyde de titane à un mélange composé sensiblement d'alumine et de silice et/ou de leurs composés, une partie de ces derniers composants étant à l'état plastique, on cuit un corps fait de ce mélange à une température inférieure à 1770 , le rapport de l'alumine à la silice du mélange étant compris entre I et 4 et la teneur du mélange entier en oxyde de titane étant au moins 4 %. b/ Le rapport de l'alumine à la silice est compris entre 2 et 3 et, de préférence, entre 2,4 et 3.

c/ La teneur du mélange en oxyde de titane est au moins 5 % et .excède de préférence 7 %. d/ La température de cuisson est supérieure à I50D. C. e/ Le mélange d'alumine-silice et d'oxyde de titane est composé en partie de matières brutes et en partie d'un agrégat préparé à l'aide d'un corps réfractaire fabriqué approximativement à l'aide des mêmes matières que ci-dessus.