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" Procédé pour la préparation de revêtements pour les fours électriques à induction ".
Quand on emploie pour former les revêtements des fours électriques à induotion des masses réfraotaires damées sèches ou humides il est d'importance capitale que les masses réfrac- taires damées soient aussi compactes que possible. C'est ainsi que pour tenir oompte de toute une série de facteurs tels que par exemple l'attaque des scories, le retrait dû à l'encrassage, notamment, il est capital que les masses soient comprimées à la plus grande densité possible.
on obtient des densités par- ticulièrement élevées quand la grandeur et la quantité des diverses partioules rentrant dans la masse sont choisies en tenant compte du prinoipe suivant lequel il faut employer autant que possible de grosses particules, autant que faire se peut d'égale grandeur, et combler les intervalles entre les grosses particules avec des particules nettement plus petites de manière que ces intervalles soient comblés sans que les grosses par- ticules, autant que possible d'égale grandeur, soient empêchées par les particules plus fines de se trouver en contact les unes avec les autres.
Une masse de l'espèce peut se composer par exemple de 55 % de matière en grain d'une grosseur de particules de 4 à 8 mm, de 15 % de matière fine d'un degré de finesse au tamis de 50 à 20 mailles et de 30 % de matière fine d'une finesse au tamis de 80 mailles.
Les caractéristiques de ces masses sont, en dehors d'une densité de bourrage élevée, les deux facteurs suivants :
1.) Une grande résistance à la pression, c'est-à-dire une grande résistance à la pénétration d'un outil du fait que les .gros grains sont maintenus en place par les grains fins et les grains très fins ( ceci dans une mesure plus accusée que pour une masse qui renferme tous les types de grosseurs de grains, dans laquelle les grains roulent les uns sur les autres quand ils sont soumis à la pression ),
2.)Une faible possibilité de compression parce que la quantité de gros grains est si grande que ceux-ci forment un squelette cohésif, une armature à pression, dans la masse.
Ces deux facteurs présentent une grande importance pour la préparation des revêtements basiques des fours à induction, paroe que ces propriétés, outre une grande résistance à l'action de scories ont pour effet que le revêtement, par suite de la croissance des petites particules pour devenir de gros cristaux, n'a pas de retrait à des températures élevées. D'autre part, on accentue une autre difficulté, à savoir que par suite de la dilatation de la matière à haute température, il se produit de la pression et des déplaoements dans le revêtement qui font éclater celui-ci, souvent même avant que l'on n'arrive à la pleine température, oar la densité du bourrage est trop
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élevée pour compenser, lors de la compression des particules, la dilatation due à la température.
Cette difficulté s'accroit avec les dimensions du four et c'est une des raisons pour lesquelles il n'a pas encore été possible de préparer et d'utiliser des revêtements basiques dans des fours à induction plus grands que ceux de deux tonnes environ. Les conditions sont notamment que l'épaisseur du revêtement est pratiquement la même peu importe que le four soit grand ou petit ; est habituellement de 10 centimètres en- viron, ce qui réduit la quantité de masse de revêtement par unité de volume de capacité du four à mesure que la grandeur du four augmente. Il en résulte qu'il existe peu de possibilité que la masse de revêtement compense la dilatation par compression à laquelle la masse est exposée par suite des augmentations de température.
La partie du revêtement la plus rapprochée de la partie supérieure qui forme scorie ou non se dilate notamment comme un corps solide.
On pourrait croire qu'une oonstruction adéquate du four pourrait conférer à la masse la possibilité de dilatation nécessaire. lais ceci n'est pas réalisable dans la pratique pour les fours à induction.
L'invention résoud le problème en effectuant le damage de la masse même de manière à créer une possibilité de dilatation exigée par la dilatation thermique sans réduire pour cela le desideratum de la densité et de la résistance maximum de la masse à la pression, là où ces propriétés sont nécessaires pour obtenir une grande résistance à l'action des scories et au retrait. L'invention repose sur la constatation, à laquelle la demanderesse est arrivée à la suite de recherches sur le problème du bourrage et du damage, à savoir que la pression de damage ne se transmet plus ou moins que dans le sens du damage.
C'est particulièrement le cas pour les masses réfractaires damées qui contiennent 45 à 65 % de grosses particules autant que possible de grandeur égale et dont les grains fins et les grains très fins ne sont pas suffisamment grands pour empêcher les grosses particules d'entrer en contact aussi largement que possible les unes avec les autres. L'effet obtenu résulte des essais suivants.
On a utilisé pour les essais un cylindre en fer d'un diamètre intérieur de 15 cms. et d'un volume de 7.050 cm3.
La masse réfractaire y a été introduite, partie librement; elle a été aussi, partie, tassée dur avec un bâton rond en bois d'un diamètre de 25 mm ; aussi, elle a été introduite sans être tassée puis la moitié seulement de la contenance a été tassée à raison de couches de 2 à 5 cms. La répartition des grains de la matière utilisée pour l'essai était de 55 % de grains de 2 à 6 mm, 15 % de grains à 50 - 20 mailles et 30 % de grains à 280 mailles.
Dans le premier cas il est passé dans le cylindre 17.280 grammes de Fgo fondu- fondu électriquement;
Dans le second cas, il en est passé 21.290 grammes et dans le troisième, 19.760 grammes. Toutes ces valeurs sont les moyennes d'une série d'essais séparés.
Ces chiffres indiquent que le poids introduit dans le troisième cas représente à peu près la moyenne de la matière introduite dans le premier et le second cas.
Ceci montre que quand on dame la moitié de la contenance du cylindre, le damage n'agit pas notablement sur la partie non damée de la masse. Ceci se confirme également par des essais effectués avec régime de pression appliqué aux deux demi-cylin-
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dres et par des essais faits avec des aiguilles de 5 mm, ce qui montre clairement qu'en damant la moitié du contenu du cylindre on prépare un demi cylindre compact et dur et un demi cylindre non serré et poreux. Les essais de damage effectués indiquent donc que la pression de damage se transmet pratiquement uniquement dans le sens du damage.
L'invention repose donc, comme il a été dit, sur cette constatation, étant donné que l'invention concerne un procédé de préparation des revêtements des fours à induction dans lequel on ne soumet qu'une partie de la masse réfractaire au damage, notamment oelle qui exige une grande compacité et une grande résistance à la pression.
En appliquant le procédé, on prépare donc un revêtement composé d'une couche qui par suite du damage est parallèle à la surface de la couche et qui n'est particulièrement dure et compacte que dans le voisinage de la surface et d'une couche adjacente située derrière qui est relativement peu serrée et poreuse du fait qu'elle n'a pas été damée. L'épaisseur de la couche ou des couches damées ou pressées, dures et compactes et l'épaisseur de la couche non damée, non serrée et plus ou moins poreuse peut évidemment varier suivant le but à atteindre.
En appliquant le procédé, on peut donc préparer des revêtements dont une partie a une structure compacte et dure qui supporte les actions exercées par les scories et analogues et une autre partie à structure poreuse qui permet de porter le revêtement à la pleine température opératoire sans compromettre sa dilatation thermique.
On va décrire ci-après le procédé dans son application à la préparation d'une masse de revêtement par la méthode connue de Rohn dans laquelle la masse réfractaire est tassée entre une bobine d'induction et un patron en fer.
Pour tasser la masse suivant le nouveau procédé, on la déverse très lâchement et on la dame à mesure que progresse le déversement, toutefois uniquement à proximité du patron et le long de celui-ci en couche d'une épaisseur de 4: à 5 oms. Par des damages d'essai avec enlèvement du patron, on constate ensuite nettement que l'on obtient ce que l'on vise, à savoir une oouche ou brique oompacte et dure intérieurement qui doit posséder une grande résistance à l'action des scories et une grande résistance au retrait dû à l'enerassage et une brique extérieurement poreuse et peu serrée possédant une possibilité de compression suffisante pour compenser la dilatation thermique de la brique intérieure et de la masse.
Le résultat obtenu est que l'on peut utiliser le four pourvu du nouveau revêtement avec un re,vêtement basique à l'opposé des fours antérieurs.
REVENDICATIONS.
1.) Procédé pour la préparation de revêtements de fours à induction, caractérisé .par le fait que la masse introduite dans l'espace oompris entre le four et un patron placé dans celui-ci n'est damée dur, après la progression du remplissage qu'à proximité immédiate du patron-dans une direction parallèle à oelui-ci - de manière que le revêtement se compose d'une partie particulièrement compacte et dure à proximité immédiate du contenu du four et d'une autre partie non damée et plus ou moins poreuse.