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BREVET d' INVENTION PRODUITS REFRACTAIRES POREUX ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION.
La présente invention concerne la fabrication de réfractaires poreux
L'invention consiste à fabriquer de tels réfractaires en partant d'un produit pour réfractaire mis sous forme de suspension collofdale, par exemple une argile mise sous forme de barbotine, et à produire simul- tanément la formation de bulles gazeuses au sein de la suspension et la priée en musse de celle-ci par floculation* Le produit ainsi obtenu est ensuite soumis à un séchage et à une cuisson.
Grâce à la simultanéité de la formation des bulles et de la prise en masse de la suspension,simultanéité qui constitue l'une des caracté- ristiques essentielles de l'invention,on peut obtenir une répartition très régulière des bulles dans la masse, et partant,des produits réfrac- taires poreux de structure remarquablement uniforme.
La formation des bulles peut être obtenue par exemple par addition de produite moussants ou de substances capables de produite des dégage. méats gazeux.ou par introduction directe dans la masse, de gaz ou de va- peurs, ces différents moyens pouvant être employés isolément ou en divers ses combinaison@,
La floculation peut être obtenue par les moyens aux-mêmes qui pro.. duisent des bulles, par exemple par l'action des produits moussants ou des substances capables de produire ou provoquer des dégagements gazeux,
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ajoutées à la suspension colloi'dal 8, ou par l'action des gaz ou vapeurs introduits diectement dans la tJ:
aSA69 La floculation peut aussi être ob- tenue par l'action de produits introduits spéciA.IJ9uJent dans la suspens. sion collofdale,dane le but de la faire floculer,ou encore par l'action d':,!:';ent8 tels que par exemple la, chn,leur,le paf\FH3.ge d'un courant éleva- trique dans ltz suspension; etc... Ces différents moyens psuvent être en-. ployés ensemble ou isolément.
Le procédé suivant l'invention permet de réaliser des réfractaires
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prés0nts,nt une grande iéééret4 et une !'l')ÌIil'1tn.ncé mécanique relativement élevées pour des produits poreux. Ces réfractaires sont "v1'1tageux en particulier dans tous le,.3 cas où l'on recherche un bon isolement ther- [ni que.
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jn a décrit ci-aprs, titre d'exemple non limitatif, la fabrication d'objets en réfractaire silîca-alumineux poreux réalisé0par un procédé conforme à l'invention.
Dans cet exemple,le mgme agent assure 2a foie la production dss bulles et la floculation de la suapenaion,ce qui en- traîne 1 parfaite simultanéité des phéTom8nes On prépare tout d'abord une barbotine fi. partir deune argile ava. nt, pr exmple,la composition chimique 8uivnte
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Perte au feu 10 Q 1C ' S1J 2 ........ , ................ f^0 8" à12u6 - TiJ2 .................. 7' A
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<tb> Fe2O3 <SEP> ......................... <SEP> à <SEP> 2
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Alcalis exprimée
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en i Po ........................... n, r- i , r-6 cau ........................... tracée.
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et se d6floculant aisément en ne nécessitant qu'une petite quantité de défloculant et une faible proportion d'eau. un peut utiliser la furmule suivante:
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Argile ,a,.,.............. 100 zig Eau .......................... 77pr, litres Déflooulant .................. 992 litres Le défloculant est une solution de soude contenant environ 40 gr/li-
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tre de NauH; dans cette solution,il est avantageux d'ajouter 10 cm/l1 trè de silicate de soude à 36 Baume.
La barbotine ainsi obtenue a une faible viscosité; elle"coule bien ". on introduit dans cette barbotine 1 kg environ de poudre d'aluminium. La
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poudre d',luminium peut être introduite soit à l'état seo,sott à l'état humide sous la forme d'une bouillie préparée à l'aide d'une faiblé quan-
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tité d'eau. Le second mode d'introduction rend plus facile l'incorpora- tion de l'aluminium,par suite de son mouillage préalable. On répartit soigneusement t'aluminium dans la barbotine de façon à obtenir un pro- duit bien homogène et on verse ce produit dans un moule ouvert à la par- tie supérieure ou muni d'un couvercle permettant'le passage des gaz.
,
On constate que des dégagements gazeux se produisent dans la barbotine en même temps que celle.ci se prend en masse. Au bout d'un temps relati- vement court, qui est de 15 à 40 minutes pour une brique ayant les dimen- sions habituelles 6x11x22 om,l'opération étant effectuée à la températu- re ordinaire,c'est à dire aux environs de 20 C, la pièce a une cohésion suffisante pour qu'on puisse la manipuler et on peut la démouler. On la laisse alors sécher lentement à l'air puis on la ouit à une température de l'ordre de 1000 C pendant une heure environ. Dans certains cas où l'on désire obtenir des produits ayant une résistance mécanique plus élevée.on peut effectuer la cuisson, à des températures atteignit 1300 à 1450 C environ.
Les dégagements gazeux observés sont dus à l'hydrogène produit par la réaction de la soude sur l'aluminium. Ctte réaction transforme d'au= tre part la soude en aluminate de soude. La barbotine s'appauvrissant en soude par suite de cette attaque,flocule. Elle se prend par suite en mas se au fur et à mesure que les bulles de gaz se produisent et cette prise en masse ,oppose une résistance au déplacement des gaz dans la barbotine.
Seules les bulles de gaz ayant un diamètre suffisamment grand et par suite une force ascensionnelle suffisante, qui ont pu prendre naissance, arrivent à vaincre la résistance du milieu environnant et s'éliminent en éclatant à la partie supérieure de la pièce.
En fragmentant la pièce,on constate qu'elle comporte un grand nombre de pores, de faibles diamètres, répartis de manière très régulière dans la masse. Des mesures précises ont montré que la plupart de ces pores com- muniquent entre eux (98% environ). Lorsque les parois du moule utilisé sont constituées par une matière n'ayant pas d'action sur la barbotine, par exemple par un métal ou alliage,la surface des parois est grenue,les pores débouchant à l'extérieur. Par contre,en constituant les parois du moule à l'aide d'une matière qui absorbe l'eau,telle que du plâtre.la surface des parois de la pièce est lisse, les pores ne débouchant pas à l'extérieur.
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Da.ns les conditions qui ont été précisées ci-dep-eunpil faut in à 40 minutes de séjour de 1% barbotine d'1ne le moule en opérant à la tempéra- ture 0rdiD3.ire,c'est-à-dlre aux environs de 5)()rC,poiir obtenir une piéce ai/àit une cohésion suffisante pour pouvoir être démoulée et manipulée.
,n peut fa.ire varier cette durée en agissant sur la nature de la matière réfr.ct:ira 0r.luy ée, sur 108 quantités d 8UU et de d{f1o culu.nt utilisée pour zottre l'argile sous forme de barbotinesur 1 quantité de poudre d'aluminium et sur 1'.1, température à laquelle on effectue l'opération.
L' é1 évr,tl.un de 1, tempérture agit 5 la fois comme facteur d'accélér8,tiot'J de lot réaction qui donne lieu à la, form.tion des bulles et comme facteur de floculatiuD de la, barbotine.
Las briques ré,%li-6es p'3.r le procédé ci-den1=us peuvent être utill'3ëe8 en pratique ê des températures attGir5na'tlt 'I:7e'9 c'oat,.dira à des ter,-- pératuree bien supérieures coller;' que supportent Ion briques isolantes c0cuné#ent employées et qui sort de l'ordre de ttflo"c pnviron. an peut introduire dans le produit pour réfractaire àemtinô s µtre zis <-us fur:J:1Q de barb0t.ine,def' charges tell.en oue la ohnmot;e,de la si- 1c0, du feldspi1.tn, etc....
H L V M N D 1 C A T 1 0 N 1. - Un procédé de febr.cr.t.un de r6fr,ct3irei poreux consistant à pzm tir d'un produit pour réfr'1cttÜre mis sous forme do 8ult1penf'!lon co11ot"d1 telle par exemple qu'une argile mise soup forma de 171rbotine, et à pro- dua.re simultanément let fur:;l3.tion de bulles gazeuses au nein do la Suspens sion bt 18. priée en m.SS0 de celle-ci pr floculation. a, nm Un procédé suivant 1 revendication 1,cfJ.ra,ctérisé par l'ut111Ba... tiar, du ixÉce agent pour assurer la formation da° bulles et produire la
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floculation do la suspension.
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?.- Un mode de réa.li cation du procédé !'rut vl1nt la ra?endic'5tion ?, ca- r3,ct6ris6 par l'addition à la puspension collordle de produite moussants uu de substances capables de produire ou provoquer des dégagememte gaz ze1=x, ceG produits ou 8ub13taDces provoquant en même temps la floculation Qf2j l suspension.
.-1.- Un mode de réalisation du procédé suivant la revendication P, ca- ractériaé en ce que la production da bulles et la. floculation de la eue..
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pension sont obtenues par l'introduction directe dans la. masse de gaz ou
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de vapeurs.
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5. Un mode d'exécution du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par les pointe suivants pria ensemble ou isolement: a) Un part d'une argile ayant la composition chimique suivante:
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<tb> Perte <SEP> au <SEP> feu <SEP> ................. <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 12%
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S1023......................... 60 à 58 1> AJ.20 + 1v 2 ................. 30 à 33% Fe20 ..................,..... 1 à se Alcalis exprimés:
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en &3j .......................... 0, t5 à 1, B%
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<tb> CaO <SEP> traces.
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et se défloculant aisément en ne nécessitant qu'une petite quantité de défloculant et une faible proportion d'eau: b) On transforme cette argile en barbotine au moyen d'un défloculant consistant en une solution de soude:
o) La solution de soude contient du silicate de soude: dans d) On introduit/la barbotins,de la poudre d'alumimium qui sous l'ac- tion de la soude produit le dégagement gazeux générateur de bulle@ et provoque la prise en masse de la barbotine! e) On verse la barbotine dans un moule, on démoule la pièce obtenue, on la sèche et on la cuit.
5.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des revendications pré-'
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oédentee,1'utiiisation de moules dont les parois sont constituées par des matières n'ayant pas d'action sur la barbotine,par exemple un métal ou alliage, de manière à obtenir des,pièces à parois grenues du fait que les pores débouchent à l'extérieur.
7. Dans un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à F, l'utilisation de moules dont les parois sont constituées par des matières absorbant l'eau,telles que du plâtre, permettant d'obtenir des pièces à parois lisses,sans pores débouchant à l'extérieur.
8.- Dans un procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes,l'emploi de la chaleur pour diminuer la durée de l'opération.
9.- A titre de produits industriels nouveaux.les réfractaires obte. nus à l'aide du procédé décrit et revendiqué sub 1 à 8 ci-dessus.