BE478950A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements dans la fabrication de produits réfractaires 
La présente invention est relative à la fabri- cation de produits réfractaires, tels que revêtements de fours, creusets, moules de coulée, tubes de combustion et autres qui doivent résister à des températures élevées sans subir de ramollissement ni de destruction. 



   Dans le brevet (demande déposée le 19 avril 1947 sous numéro 367. 239 ) il a été décrit un pro- cédé de préparation de moules et de noyaux pour la coulée des métaux prévoyant de damer un aggrégat réfractaire, tel que du sable de fonderie, avec un liant contenant un composé organique silicié durcissable. Ce mélange est moulé autour d'un modèle avant la prise du liant; une fois 

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 que celle-ci s'est produite, le modèle est enlevé et le moule est chauffé pour durcir le liant. Le chauffage peut éventuellement être poussé jusqu'à 700-10000C pour trans- former le liant en silice anhydre. 



   Le procédé décrit ci-après permet d'obtenir une matière réfractaire par chauffage d'un mélange contenant un composé organique du silicium durcissable à chaud et de la zircone (oxyde de zirconium) en quantités telles que, après destruction de la matière organique, les oxydes de silicium et de zirconium s'y trouvent en proportion stoé- chiométrique pour former du zircon (silicate de zirconium), ce dernier étant obtenu en portant la. température du mélan- ge de celle de la décomposition de la matière organique à celle à laquelle les deux oxydes se combinent. 



   Il est évident que l'on obtiendrait le même ré- sultat en mélangeant un composé organique de zirconium durcissable   à,   chaud, tel qu'un enter de zirconium partiel- lement hydrolyse, avec de la. silice ou avec un composé silicié durcissable à chaud et en chauffant le mélange. 



   Il y a, cependant, certaines difficultés à pré- parer des composas de zirconium semblables et, en tout cas, il est plus facile d'employer des composés organiques du silicium en mélange avec la zircone. 



   Il   a   en outre été prouvé que le résultat de la. réaction dépend de la possibilité d'obtenir un des réac- tifs, plus particulièrement la silice, dans un état de division extrême, ce qu'on réalise par la décomposition d'un composé silicié organique, Par conséquent, si on mélange de la zircone avec de la silice obtenue par dé- composition d'un composé organique et si on chauffe le mélange à une température à laquelle les oxydes se com- 

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 binent, on produit du zircon. 



   L'invention n'est cependant pas limitée à l'emploi d'un composé   organo.-.silicique,   elle couvre toutes les possi- bilités d'emploi de silice très finement divisée, par exem- ple celle produite par combustion de gaz contenant des com- posés organiques ou de l'hydrogène et des dérivés halogénés du silicium. 



   Dans un sens plus étendu, la présente invention comprend donc un mélange de zircone et de silice finement divisée, chauffée à une température à laquelle les deux oxy- des se combinent, la silice finement divisée étant obtenue par décomposition en milieu oxydant soit d'un composé orga- nique contenant un composé silicié pouvant produire de la silice par oxydation, soit d'un composé organique silicié. 



  La silice finement divisée peut être utilisée sous forme d'une dispersion de silice libre ou d'une solution d'un dé- rivé de silicium en mélange avec la zircone. Dans le second cas, on chauffe le mélange pour   libérer   la silice finement divisée qui doit réagir avec la zircone. 



   Une particularité importante de l'invention con- siste dans le fait que la silice employée se trouve sous forme d'un composé organique durcissable par la chaleur, de sorte que le mélange avec une masse réfractaire peut re- cevoir la forme définitive de la pièce réfractaire désirée avant la transformation du composé silicié en silice. 



   D'après une autre particularité de cette inven- tion, on emploie du zircon naturel minéral comme aggrégat pour la confection de pièces réfractaires, telles que par exemple des moules ou des noyaux pour la coulée des   mé-   taux ou d'autres produits réfractaires moulés. Dans ce cas, on mélange le zircon avec la zircone et un composé 

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 organique du silicium durcissable à chaud et on moule en- suite le mélange. 



   On peut provoquer la prise du liant par des moyens chimiques et, si on le désire, on peut alors chauffer la masse pour transformer le liant en oxyde anhydre. Si la proportion de liant liquide a été déterminée exactement, la silice et la zircone se combinent   à,   haute température pour former ainsi un silicate de zirconium hautement réfrac- taire, représentant, par rapport aux matières premières, un produit réfractaire à point de fusion plus élevé et à dure- té plus grande. 



   Les proportions de zircone, de zircon et de sili- ce peuvent varier. Sans limiter la portée de l'invention, on peut prendre par exemple un mélange de zircone et de zircon liés par un composé organique silicié, dans lequel le rapport de silice à la zircone est tel qu'après réaction complète toute la silice et toute la zircone sont transfor- mées en zircon. Le produit final est constitué par un sili- cate de zirconium dur et fortement réfractaire, dont la forme et les dimensions correspondent à celles du moule original, et dont la silice fondant à une température plus basse a disparu par suite de la réaction avec la zircone. 



  On peut employer d'autres rapports entre zircone et silice ou entre zircon et silice plus zircone, dans le but de réa- liser certaines propriétés particulières comme, par exemple celles indiquées par le diagramme des points de fusion du système SiO2 + ZrO2 ou d'autres propriétés physiques ré- sultant du mélange employé, 
On peut introduire la silice comme telle en   hy-   drolysant un composé organique silicié comme, par exemple un alcoyloxy- ou un araloxysilicane. 

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   Les exemples suivants ont pour but de montrer des moyens convenables de réaliser l'invention, sans limiter sa portée. 



  Exemple I. 



   On a mélangé 1 kg de zircone avec une solution formée de 186 cm3 de méthanol et de 211 cm3 de silicate d'éthyle condensé contenant un peu moins de 15,8% de Si et ayant un rapport ester à eau de 100:5. 



   On a coulé le mélange précité dans un moule, fait sécher la masse à l'air en évitant la fissuration et chauffé à 1000 C pour transformer le composé silicié en silice et amener la combinaison avec la zircone. Pour une transformation complète, une température de 1500 C est dé- sirable, mais lorsque la pièce est utilisée comme   réfrac-   taire, la transformation complète n'est pas nécessaire. 



  Exemple II. 



   On a mélangé 200 g de zircone avec 70 cm3 du   mme   produit de condensation d'ester que dans l'exemple I, on a ajouté 30 cm3 d'alcool méthylique et 800 g de sable de zircon. On a moulé ce mélange sur un modèle et fait sé- cher à l'air pendant huit heures, 
L'analyse granulométrique du sable de zircon   est la suivante :

   (TamisBritish Standard BSS)   
 EMI5.1 
 
<tb> Passant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> 60 <SEP> et <SEP> arrêté <SEP> au <SEP> tamis <SEP> 80 <SEP> 2,4%
<tb> 
<tb> " <SEP> " <SEP> Il <SEP> 80 <SEP> " <SEP> il <SEP> Il <SEP> " <SEP> 100 <SEP> 33,0%
<tb> 
<tb> u <SEP> " <SEP> " <SEP> 100 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 120 <SEP> 40,4%
<tb> 
<tb> n <SEP> " <SEP> " <SEP> 120 <SEP> Il <SEP> Il <SEP> " <SEP> " <SEP> 150 <SEP> 23,2%
<tb> 
 
La présente invention est relative à une   matiè-   re réfractaire qui, si elle est chauffée à la température voulue, est transformée en zircon. Elle peut être utilisée 

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 dans de nombreux domaines soit seule soit en mélange avec du zircon ou d'autres aggrégats réfractaires ajoutés avant le chauffage.

   Cette matière réfractaire peut servir pour la confection d'un grand nombre de pièces, telles que revête- ments de fours, creusets, moules de coulée, tubes de com- bustion, devant résister à des températures élevées sans subir de ramollissement ni de destruction. Le produit obte- nu par chauffage peut cependant être utilisé dans beaucoup de cas où la résistance aux températures élevées n'est pas essentielle. Ainsi, il peut notamment remplacer les métaux durs. Etant donné la grande dureté du produit, ainsi que l'exactitude de ses dimensions quand on le prépare avec un composé silicié durcissable comme liant des grains de zir- con, il est possible de   l'employer   pour remplacer des pièces usinées en métaux durs.

   On peut obtenir des pièces moulées possédant un très beau poli, on peut les durcir comme une matière thermoplastique ordinaire et les trans- former en une masse très dure sans changement de dimensions. 



  Ainsi on peut confectionner par exemple des moules servant pour la coulée de matières plastiques à surface polie.

Claims (1)

1. R é s u m é - R e v e n d i c a t i o n s 1 Un procédé de fabrication d'un produit réfractaire, ca- ractérisé par ce qu'on chauffe un mélange de zircone avec de la silice finement divisée jusqu'à une tempéra- ture à laquelle les deux oxydes se combinent, la silice étant obtenue par décomposition en milieu oxydant d'une matière organique contenant un composé de silicium pou- vant former de la silice par oxydation, 2 Procédé suivant 1 caractérisé par ce que l'on prépare d'abord, un mélange de silice et de zircone au moyen d'une solution ou d'une dispersion contenant de la sili- ce, et par ce que l'on chauffe ensuite le mélange.

   30 Procédé suivant 2 caractérisé par ce que la silice se trouve sous forme d'un composé organique de silicium durcissable à chaud, 40 Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par ce que les proportions des ma- tières premières sont choisies de manière à obtenir un mélange de silice et de zircone en rapport stoéchiomé- trique pour la formation de zircon.

   5 Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré . cédentes, caractérisé par ce que l'on ajoute aux matiè- res premières du zircon granulé comme aggrégat inerte, que l'on moule ce mélange et que l'on durcit la pièce moulée avant de chauffer pour faire réagir les matières premières de manière à former in situ du zircon entre les grains de zircon de l'aggrégat. <Desc/Clms Page number 8>

   6 Procédé pour la fabrication de produits réfractaires tel que décrit dans l'un quelconque des exemples d'ex6- cution.

   7 Produits réfractaires obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.