BE462723A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Matériaux réfractaires à base de magnésie pour la fabrication de briques et de garnitures de fours* 
La présente invention est relative à des substances ré- fractaires à base de magnésie destinées à la fabrication des bri- ques et qui permettent aussi de former sur place des garnitu- res de fours. Elle concerne plus particulièrement la réalisa- tion d'un matériau réfractaire perfectionné qui renferme, comme éléments   essentiels,   des corps présentant de hautes qualités de résistance au feu, tels que le   périclase   un silicate di- calcique et accessoirement une certaine quantité d'oxydes mé- talliques à l'état de combinaison. 



   On sait parfaitement que le périclase et le silicate di- calcique sont réfractaires à un tel point qu'il est extrême- ment difficile d'obtenir des clinkers denses avec ces deux constituants seuls. On sait également   qu'il   est nécessaire de   recourir   des agents stabilisateurs pour permettre à ces corps réfractaires de   résister à   l'action de   l'eau   et pour   amocher   le silicate   dicalcique   de S'effriter.

   Les matières premières à partir desquelles on obtient ces substances ré-   fractaires,   contiennent   normalement..   en plus de la magnésie. de la chaux et de la silice, des oxydes métalliques en propos tionsvariées, comme des oxydes de fer et d'aluminium et   par-   fois aussi dU chrome.

   Les traitements connus appliqués jusqu*' 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ici à ces matériaux, en vue de la préparation de produits réfractaires commerciaux. se sont montrés impuissants à tirer tout le perti possible des qualités réfractaires des corps les plus résistants au feu que l'on pouvait obtenir ainsi*   L'un   des objets de l'invention est la préparation d'un matériau d'une valeur réfractaire élevée sous forme de brique, ou de garniture de four, ainsi qu'une méthode perfectionnée convenant parfaitement à sa fabrication. 



   Un autre objet de l'invention a pour but la mise en oeuvre d'un procédé susceptible de tirer tout le profit possi- ble des qualités hautement réfractaires du périclase et du silicate   dicalcique   dans les éléments résistant au feu qui sont   destinés .   être employés à la fabrication des briques ou à la réalisation des garnitures de fours., 
L'invention vise un procédé applicable en deux   temps :   dans le premier temps on produit un clinker de forte densité qui s'effrite ou se ramollit facilement à des températures ne dépassant pas 1450 C en raison de la présence, dans ce clin- kert, d'une ou de plusieurs espèces d'hydroxydes de fer ren- fermant dU calcium (ferrites) et dans le second temps on fait passer ces prloduits à l'état de composés plus   réfrao-.   taires du magnésium.

   Oette seconde phase du traitement s'ef- fectue lorsque la matière réfractaire, devenue plastique sous   Inaction   de la chaleur, est sur le point  d'être   moulée sous forme de brique à recuire, ou   d'être   introduite dans un four de façon à constituer un revêtement destiné à être calciné sur place. Le   Clinker.   devenu plastique sous l'action de la chaleur et obtenu au cours de la première phase) est essen-   tiellement   constitué par de l'ydroxyde de fer calcique en faible proportion, destiné à provoquer le   frittage   de la mas- se à une température conv enable restant dans les limites ad- aises en pratique et par de la magnésie sous forme de péri- clase en forte proportion.

   Le silicate   dicalcique   est généra- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 lament présenta mais il   -3'est   pas indispensable dans cette phase  La   chaux présente forme avec les oxydes métalliques des ferrites, telles que les ferrites aluminotétracalciques et les ferrites   dicaiciques   et monocalciques. Oes ferrites sont employées dans le but d'amener le durcissement rapide du périclase et du silicate   dicalcique   de haute valeur réfrac- taire sous l'effet de la chaleur, ce qui permet d'obtenir ainsi un Clinker de forte densité.

   Les ferrites calciques.   dont ?   point de fusion est   relativement   bas sont transformées au cours de la seconde phase en des composés beaucoup plus réfractaires, formés par le magnésium avec les oxydes métal-   liques   grâce à l'addition   de   silice qui se combine avec la chaux des ferrites pour former du silicate dicalcique. 



   L'invention concerne aussi un matériau réfractaire formé de Particules composées de magnésie de chaux, de sili- ce et d'oxyde   métallique)   la totalité de la chaux et de la silice se présentant sous forme de silicate dicalcique sta-   bilisé   et la plus grande partie de la magnésie se trouvant sous forme de périclase   dense ),   le reste étant combina avec des oxydes métalliques et absorbé par le périclase, une partie au moins du silicate dicalicique étant formé sur place au- tour de ces particules de magnésie sur lesquelles elles forment un   revêtements     ,Pour   la mise en oeuvre de   l'invention.   les matières premières renfermant la magnésie,

   la chaux et la silice   a.   vec les oxydes métalliques habituels sont mélangées et soumises à l'action du feu, de préférence avec addition de minerai de chrome comme stabilisateur, ainsi qu'il est employé d'habitude dans les méthodes nouvelles,. 



     %la.   teneur en chaux et en oxyde de fer du mélange brut est réglée de façon à assurer la formation de ferrites calciques, ce qui permettra d'obtenir ensuite un clinker de forte densité à la température désirée. On arrive à 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 ce résultat lorsque les proportions de chaux et de silice sont supérieures à celles du silicate dicalcique, de telle sorte que la Chaux est amenée à former des ferrites   calci-   ques en se combinant avec l'oxyde de fer, et éventuellement avec l'alumine au cas où ce corps est présent.

   Une propor- tion d'environ   3 %   de ferrites calcique représente le   mi-     nimum   au dessous duquel ces composés n'agissent plus, tan- dis qu'une proportion supérieure à 20% provoque une flui- (lité excessive de ces matières réfractaires plastiques sous Inaction de la chaleur. Pour mieux faire comprendre ce qui précède, la composition du clinker est indiquée   ci-dessous:     périclase   65,0 %, silicate dicalcique 21,5 %, ferrites cal-   ciques   (ferrite slumino-tétracalcique, ferrite dicalcique et ferrite monocalcique) 13,5 %. Les ferrites qui fondent à basse température forment en quelque sorte le moule dans lequel viennent s'enrober les particules plus réfractaires. 



   Le clinker est ensuite écrasé et moulu de façon à former des grains d'une grosseur prédéterminée qui   consti   tuent une masse de forte densité et finalement la silice est finement broyée, puis mélangée   intimement   et uniformé- ment avec la masse basique de ces substances réfractaires. 



  Le mélange est moulé sous forme de brique ou mis en place dans un four et soumis à l'action du feu, On calcule la quantité de silice à ajouter d'après la composition du   clin-.   ker; cette quantité doit être telle   quelle   permette la for-   Nation   de   silicate   dicalcique par combinaison avec la chaux présente dans les ferrites clciques qui se trouvent dans la masse. L'oxyde de fer et l'alumine, s'il en   existe.   se combinent avec la magnésie pour former de la ferrite ma- gnésienne et de l'aluminate de magnésium, corps qui possè- dent tous deux des qualités réfractaires bien supérieures à celles des composés calciques, correspondants. 



   On augmente ainsi la teneur en silicate dicalcique. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 tandis que l'on diminue la proportion d'éléments fondant à basse température. Dans l'exemple donné ci-dessus) il a été nécessaire d'ajouter 2,7 % de silice, les matériaux calcinés renfermaient 60,9 % de périclase, 28,5 % de silicate di- calcique.9,2 % de ferrite magnésienne et 1,4 % d'alumi- nate de magnésium* On peut employer de la serpentine, du talc ou des substances du même genre pour fournir la sili- ce nécessaire lorsqu'on n'en a besoin qu'en petite quantité. 



  La serpentine a tendance à se ramollir et elle entraîne une déformation de la brique avant que la silice ait pu entrer en réaction avec les ferrites. 



   Afin de stabiliser le silicate dicalcique nouvel- lement formé et de l'empêcher de s'effriter, on mélange uniformément à la masseavant de la soumettre à l'action du feu 0,5 à 1 % de phosphate de chaux, d'oxyde borique ou   d'une   substance équivalente finement divisée, Pour obte- nir les meilleurs résultats, il importe que le   silicate   réduit en fine poussière. et le produit stabilisateur soient uniformément mélangés avec les particules plus grossière- ment calibrées du produit réfractaire plastique à chaud, de telle sorte que les particules de   périclase   soient plus ou moins entourées par un revêtement constitué par le silicate dicalcique qui vient de se former.

   L'oxyde de fer et l'alu- mine sont absorbés par les granules de   périclase   et l'en-   veloppe,   ou le revêtement, de silicate dicalcique fortement réfractaire tend effectivement à augmenter la rigidité de la brique soumise au feU. ainsi que celle du revêtement.

   sous l'influence de la chaleur* 
Dans ces matériaux exposés au feu, les ferrites calciques sont entrées en réaction avec la silice en pré- sence de magnésie) de façon à recueillir le métal libéré par   lex   oxydes, et il   se,forme   ainsi,, au sein de la masse, une certaine quantité de silicate   dicalcique   autour des 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 grains de magnésie* Ce produit présente desqualités   réfrac-   taires supérieures et,   en   l'employant, on rencontre moins de dif- ficultés dans les opérations de cuisson, en ce qui concerne les déformations) ou   la   formation de fissures, dans les bri- ques ou dans la garniture aes fours.

   La formation du pro- duit final s'effectue à une température plus basse que lors- que l'on emploie le périclase et les silicates   dicsiciques   à l'état natural. Dans la fabrication des briques, consi-   dérée   en elle-même, le nombre des briques défectueuses est sérieusement réduit* On peut effectuer la cuisson à une température plus élevée et réduire   le   temps consacré à cette opération, ce qui entraîne une diminution du prix de revient. 



  En d'autres termes, la capacité d'un four, destiné à la cuisson des briques, se trouve considérablement augmentée par l'emploi de ces matériaux. 



   Il est évident que ce matériau convient   particuliè-   rement   bien à   la fabrication des briques considérée en el- le-même, ainsi   qu'à   la réalisation de garnitures de fours ma- çonnées sur place. La cuisson de la brique peut   s'effec-   tuer dans un four à briques ordinaireou dans le four même à la construction duquel ces briques sont utilisées.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS ET RESUME.

   1 - Procédé de fabrication de matériaux réfractaires à base de magnésie caractérisé par la formation d'une subs- tance réfractaire, plastique à haute température,. renfermant de la ferrite calcique, cette substance réfractaire étant ensuite soumise à la cuisson avec des matières silicieuses finement divisées, de façon à combiner ces matières avec la chaux renfermée dans la ferrite) en vue d'obtenir un sili- cate dicalcique et au moins un composé magnésien réfractaire* 2 - Procédé tel que revendiqué sous 1, dans lequel les matières premières renfermant de la magnésie.

   de la chaux et de la silice. ainsi que des oxydes métalliques renfermant de <Desc/Clms Page number 7> 1*'oxyde de fore sont soumises à la cuisson pour former les éléments réfraotaires, plastiques sous l'effet de la chaleur, ces éléments comprenant principalement des substances présen- tant de hautes qualités réfractaires et dans lesquelles se EMI7.1 trouve du périclase. ainsi que des ferrites calciques dont la proportion n'est pas inférieure à 3 eol, ni supérieure à 2og%* 3.

   Procédé tel que revendiqué sous 2, dans lequel 1' EMI7.2 élément réfractaires plastique sous l'effet de la chaleur, est broyé sous forme de grains Ca11bl'és't> puis uniformément mélangé avec de la silice finement divisée avant la cuisson qui constitue la seconde phase du traitements EMI7.3 4. procédé tel que revendiqué sous 3, caractérisé par 1#<incorporation de phosphate dans le mélange de ces substances> en vue de stabiliser le silicate dicalcique formé par la trans- formation de la ferrite.., EMI7.4 5* Procédé-tel que revendiqué sous 1 dans lequel 3. élément réfractaire, plastique sous l'effet de la chaleur, contient effectivement 3 à 20% de ferrite Calcique. EMI7.5

   Eh Ua.té1'1aU réfractaire formé de granules composées de 1!1agnés:l.e f' de chaux, de silice et d'oxydes métalliques, la totalité de la chaux et de la silice se présentant, en subs- EMI7.6 tance, sous forme de silicate dlca.e3.qus stabilisé et la plus grande partie de la magnésie sous forme de p.ériC3a.se de- forte densitét le reste de cette magnésie formant une combî." naison avec les oxydes métalliques et étant absorbée par le Périclase, tandis qu'une partie au moins du silicate dieai- cique prend naissance au sein de la masse autour des éléments magnésiens de ces particules sur lesquelles il forme un revê- tement ce matériau étant préparé suivant le procédé de :

   t'abri.... cation revendiqué dans les revendications précédentes* 7. procédé en deux phases pour la fabrication de maté- riaux réfractaires.substantiellement comme décrite