<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de fabrication de briques de magnésite résistant aux variations de température.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication de briques de magnésite résistant aux changements de tempéra- ture sans addition de matières étrangères telle que la chromi- te ou des substances alumineuses. Il est connu que de tous les produits céramiques la brique de magnésite est la plus sensible aux variations brusques de température, de telle sorte que son emploi dans maintes applications des industries céramique et métallurgique est très limité.
La faible résis- tance aux variations de température (RVT) est déterminée 1) par le coefficient de dilatation élevé de l'oxyde de magnésium et 2) par l'extrème sensibilité thermique des liens établis par la fusion, constitués par des combinaisons @
<Desc/Clms Page number 2>
ternaires et quaternaires à faible point de fusion des oxydes: SiO2, A1203 et MgO, qui par suite de leur nature vitreuse provoquent la formation d'un agglomérat granulai- re très rigide et sans élasticité.
On a déjà proposé les compositions granulaires les plus diverses pour les briques réfractaires, présentant des interstices granulaires de différentes grandeurs, mais les briques de magnésite ainsi fabriquées présentaient après comme avant les mêmes défauts. Les travaux scientifiques qui visaient à trouver les moyens de supprimer ces défauts n'ont pas manqué. Ainsi, en 1934 la revue "Sprechsaal für Keramit, Glas, Email" publia un article de H. Salmang et P. Hemitz sur les "Influences de la granulation des briques de magnésite et leurs propriétés", basé sur des travaux expérimentaux très développés. Toutefois, les abondantes observations contenues dans cet ouvrage ne permirent pas d'établir une règle bien déterminée pour l'obtention d'une grande résistance aux variations de température.
Les briques de magnésite fabriquées d'après les Indications du Professeur Salmang et de ses collaborateurs n'ont toutefois donné lors . des essais de refroidissement brusque à l'air que des résul- tats très modestes qui ne peuvent en aucune façon être com- parés au progrès considérable assuré par la présente inven- tion.
On a aussi déjà proposé d'augmenter la RVT de la brique de magnésite par l'addition de matières réfractaires, telles que la bauxite, le corindon, les substances alumineu- ses ou par l'addition de chromite. Ces procédés offrent néan- moins l'inconvénient de ne devenir efficaces que lorsqu'une partie relativement grande de la magnésite agglutinante a été remplacée par les matières étrangères mentionnées, ce qui nuit à d'autres propriétés utiles de la brique de magnésite (résistance au laitier, mollissement sous pression, résis- tance mécanique).
<Desc/Clms Page number 3>
Par contre, suivant l'invention, on peut améliorer considérablement la RVT 'de la brique de magnésite sans re- courir à l'addition de substances étrangères, sauf la magné- site agglutinante du commerce, par un procédé de production spécial.
Le nouveau procédé se distingue essentiellement du mode de préparation usuelle de la masse employée pour la fa- brication de briques réfractaires en magnésite et autres bri- ques semblables en ce que la masse, suivant la présente in- vention n'est pas seulement constituée de grains et de certaines proportions de matières fines qui ne lui confèrent qu'une plasticité limitée, mais qu'on utilise en outre un liant à grand pouvoir agglomérant et grande plasticité obtenu à partir de magnésite agglutinante et qui caractérise le procédé.
Le pouvoir agglomérant élevé du liant obtenu au moyen de la magnésite agglutinante résulte d'un broyage par voie humide de la magnésite agglutinante poussé jusqu'à la plus grande finesse (grosseur des particules inférieure à environ 40,u); le pouvoir d'agglomération est encore augmen- té par l'hydratation qui se produit simultanément lors du broyage. La préparation du liant peut aussi se faire en deux ou plusieurs oérations distinctes au cours desquelles le broyage à grande finesse et l'hydratation sont effectués séparément; les deux opérations ou des opérations distinctes en rapport avec la préparation du liant, peuvent toutefois aussi être rattachées d'une manière appropriée à l'opération de mélange.
La quantité du liant à grande plasticité, ajouté, doit être déterminée de telle manière qu'elle assure juste- ment un enveloppement ou un enrobage certain des grains de magnésite; ordinairement elle est de 15 à 30% par rapport à la masse du mélange.
<Desc/Clms Page number 4>
On a constaté que les briques de magnésite fabri- quées suivant ce procédé pouvaient supporter 50 refroidisse- ments et même beaucoup plus, lors des essais de refroidisse- ment brusque à l'air (chauffage d'une brique normale jusqu'au ouge incandescente refroidissement brusque sous l'action d'un jet d'air comprimé à 1 atm. et répétition de cette action jusqu'à ce que la brique se sépare en deux gros morceaux), tandis que des briques de magnésite normales ne résistaient à ces essais que 4 à 6 fois.
Le principe de l'invention est basé sur la considé- ration théorique, que la grande sensibilité thermique de la brique de magnésite est déterminée principalement par le fait que la quantité de la masse fondante qui forme le cimenta.ge ne se trouve pas dans les limites optima au point de vue des proportions,du mélange d'une part et que cette masse est répartie irrégulièrement dans la structure de.¯la brique et n'est pas de constitution chimique uniforme d'autre part.
L'hypothèse que ces facteurs sont à l'origine de la faible résistance thermique de la brique de magnésite a déjà été émise précédemment par plusieurs spécialistes de la question, mais malgré les travaux expérimentaux étendus qui ont été entrepris, les chercheurs les plus éminents ne sont pas parve- nus à trouver une mesure permettant d'obtenir une augmenta- tion très importante de la résistance aux variations de tempé- rature.
La nouveauté du procédé suivant l'invention réside dans un broyage poussé jusqu'à une finesse impalpable et dans une hydratation partielle d'une partie convenable de la masse de magnésite agglutinante, ces mesures permettant d'obtenir un liant extrêmement plastique à pouvoir agglomérant élevé, qu'on ajoute à la masse du mélange comme c'est indiqué plus en détail dans le paragraphe suivent et les deux avant-der- niers paragraphes. Ces mesures ont pour but d'envelopper
<Desc/Clms Page number 5>
d'une manière stable les grains distinct dans une couche de suepension d'épaisseur uniforme, ce qui assure pendant la cuisson une répartition pratiquement uniforme de la masse entrant en fusion.
En outre de la disposition régulière des liens de fusion, ces mesures ont aussi pour effet d'assurer que les masses entrant en fusion tendent, même du point de vue chimique, à constituer une composition uniforme, car l'extrême finesse uniforme est la condition fondamentale pour que les réactions d'équilibre pyrochimiques compliquées conduisent à la formation de produits de réaction homogènes.
Comme l'ont montré des essais et la fabrication des briques suivant ce procédé, la finesse du broyage est réel- lement une des conditions fondamentales de l'obtention de l'effet désiré et le broyage doit être poussé jusqu'à la plus grande finesse possible. Ainsi, pour une finesse de 0 à 100 par exemple, on ne constata encore aucune amélioration sensi- ble de la RVT, tandis que pour une finesse de 0 à 40 et le même pourcentage en poids on obtint d'une façon inattendue une augmentation considérable de la résistance thermique.
L'hydratation qui se produit partiellement pendant le broyage par voie humide provoque un gonflement partiel des grains de magnésite, ce qui donne lieu, en dehors de la finesse du broyage, àune nouvelle augmentation de la couche superficielle active.
Dans l'application du mode d'exécution'préféré du- procédé on utilise, dans la préparation du liant plastique obtenu par le broyage himide, une addition d'électrolyte à réaction acide, qui a pour effet de produire un supplément d'activation de la surface des particules de magnésite. Les avantages qui en découlent se traduisent par une fluidification et une conservation colloïdale de la suspension de magnésite, de telle sorte que,même pour une moindre teneur en eau la suspension présente une consistance favorable au traitement subséquent.
Comme électrolyte on peut utiliser avantageusement une lessive de sulfite,
<Desc/Clms Page number 6>
Le.degré de dispersion élevé et l'hydratation con- férent au liant le caractère de grande plasticité, de telle sorte qu'en dehors de l'amélioration considérable à d'autres propriétés techniques (RVT, densité,etc.), on obtient logi- quement des briques à arêtes et angles résistants, à liai- son solide des grains, et de bonne sonorité, ces avantages appairaissant particulièrement lors de l'application du pro- cédé à la fabrication de briques de magnésite chromée.
Le liant employé doit intervenir suivant l'invention dans une proportion de 15 à 30% et dans le mode de réalisa- tion préféré du procédé cette proportion doit 'être inférieu- re à 20%. Comme des essais l'ont établi,la teneur optimum en particules fines (teneur en agglomérant) est comprise en gé- néral entre ces limites et dépend des propriétés physiques (dureté, degré d'agglutination, configuration, etc. ) des grains bruts employés et du mode de traitement ultérieur (compression, cuisson).La teneur exacte en particules fines doit être déterminée empiriquement pour chaque matière sépa- rément. Le but de cette mesure est un dosage exact des masses entrant en fusion pendant la cuisson.
De préférence le produit de broyage sera traité suivant la présente invention à une grosseur de grains de 0-2 ou 0-3 mm, comme on le fait ordinairement pour la fabrication des briques, après élimination des particules fines allant jusqu'à 0,5 mm éventuellement jusqu'à 1 mm, ces dernières étant avantageusement utilisées pour la production du liant.
Le procédé peut aussi être utilisé en combinaison avec les additions déjà connues auparavant, comme les matières alumineuses, la chromite, etc. ce qui permet d'obtenir une amélioration supplémentaire de la résistance thermique. En outre, le procédé offre encore l'avantage qu'on peut s'accom- moder de quantités beaucoup plus petites de matières addi-
<Desc/Clms Page number 7>
tionnelles et que les produits se comportent favorablement au point de vue d'autres propriétés, telles un mollissement sous pression, résistance au laitier, résistance mécanique.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la fabrication de briques de magné- site résistant aux variations de température sans utilisa- tion de matières additionnelles étrangères, caractérisé en ce qu'on ajoute à la magnésite agglutinante, constituée par des grains de différentes grosseurs, répondant à la destina- tion envisagée dans chaque cas, et traitée sous tous autres rapports de la façon habituelle, un liant préparé exclusi- vement au moyen de magnésite agglutinante à pouvoir agglomé- rant élevé, résultant d'un broyage à l'état humide jusqu'à un degré de finesse impalpable des particules, inférieur à en- viron 40 et augmenté encore par une hydratation partielle s'effectuant lors du broyage et pouvant aller jusqu'à un degré très poussé,
en une quantité qui assure-.justement un enveloppement ou un enrobage certain des grains de magnésite, et qu'on procède ensuite au façonnage, au séchage et à la cuisson de la manière usuelle.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.