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Les produits qui font l'objet de la présente invention possèdent, en plus de la résistance pyrométrique,'une conductibilité thermique notable- ment réduite et une résistance mécanique élevée. Ils remplissent donc une double fonction: supporter une température élevée et réduire autant que pos- sible les pertes de calories. En utilisant dans la construction d'un four des produits réfractaires isolants, on diminue sensiblement le poids des matériaux et les calories nécessaires pour atteindre et maintenir une tem- pérature déterminée.
Les produits réfractaires isolants ne doivent pas être confondus avec les matières isolantes qui ne supportent pas de température de l'or- dre de 1100-1200 C. D'autre part, les produits réfractaires normaux sont également assez bons conducteurs de la chaleur et d'autant meilleurs que leur densité et leur résistance mécanique sont plus élevées.
Comme critère de la réfractirité, nous considérons la mesure du "post-retrait" après un chauffage à 1400 C pendant deux heures dans des conditions normalisées. En effet, la détermination du point de fusion (méthode des cones de Seger) et l'essai d'affaisement sous charge (DIN 1064) ne donnent pas d'indications utiles pour l'application des réfractaires ' isolants.
La conductibilité thermique à chaud se détermine par des mesures très délicates. On sait que, toutes choses égales, la conductibilité thermique d'un produit diminue quand la porosité augmente. Remarquons que si le produit n'est pas imperméable au gaz, la conductibilité calorifique est assez élevée à cause du courant gazeux qui le traverse. De plus, les réfractaires perméables ne conviennent pas pour la construction des fours, ils provoquent des entrées d'air et par conséquent, une chute de température si les gaz chauds sont en dépression.
Le procédé de la présente invention permet de fabriquer des produits isolants ayant des pores fermés de sorte que leurs qualités d'isola- tion thermique sont excellentes. Selon la présente invention, les produits réfractaires isolants sont fabriqués à partir d'un mélange d'oxyde d'alumi- nium, d'argile liante et de corps creux quelconques. L'oxyde d'aluminium est de préférence de grande pureté (c'est-à-dire qu'il contient au moins 95% Al2O3). Les corps 'Oraux employés peuvent être, par exemple, des sphérules provenant des cendres volantes des chaudières à charbon pulvérisé.
On sait que ces produits ont un point de fusion assez bas, généralement inférieur à 1200 . Il est donc surprenant qu'à partir d'une matière considérée comme non-réfractaire, il soit possible de fabriquer des produits pouvant résister à des températures dépassant 1300 C. Avec certaines aomposi- tions, il est même possible d'obtenir des réfractaires pouvant être utilisés à 1450-1500 C.
Les produits fabriqués selon l'invention contiennent plus de 38% de Al203. Les meilleures caractéristiques pyrométriques sont obtenues avec des produits à haute teneur en alumine (plus de 50% Al2O3).
Selon une des réalisations de la présente invention, on commence par mélanger de l'oxyde d'aluminium broyé (plus de 95% Al203) avec des sphérules provenant des cendres volantes des chaudières à charbon pulvérisé.
On y'ajoute environ 40% d'argile liante (42/44% Al2O3 sur matière fixe), ainsi qu'une quantité d'eau suffisante pour obtenir une masse que l'on peut mouler. La proportion d'argile liante à employer varie avec la quantité de sphérules se trouvant dans le mélange. Il faut en effet que les sphérules soient complètement enrobées par l'argile liante. L'addition de substances fluidifiant l'argile permet de réduire la proportion d'argile liante.
Il est évident que les appareils de mélange et de moulage doivent être conditionnés de manière à ce que les corps creux ne soient pas brisés au cours des manipulations.
Après séchage, on cuit les pièces moulées dans des fours habituel-
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lament utilisés dans la fabrication des produits réfractaires. La température de cuisson atteint 13500C et est maintenue pendant douze heures environ.
On constate que les pièces n'ont pas subi de déformation et qu'elles peuvent être mises en service sans aucun travail de parachèvement supplémentaire..
Dans les produits fabriqués, on ne retrouve plus trace des sphé- rules constituant une des matières premières. Etant donné la température atteinte au cours de la cuisson, les sphérules fondent et forment avec l'agrégat une masse compacte et solide.
Les propriétés des réfractaires isolants fabriqués selon la présente invention dépendent des proportions des diverses matières premières mises en oeuvre. Les exemples suivants donnent les résultats obtenus dans quelques cas. Il va sans dire que l'invention n'est limitée aux compositions particulières indiquées dans les exemples.
Exemple 1.
Les matières premières sont: - Oxyde d'aluminium de haute pureté (98, 5% Al2O3) broyé (16% de grains passant au tamis 0,12 mm et refusés au tamis 0,08 mm; plus de 80% de grains passant au tamis de 0,08.mm).
- Cendres volantes de chaudières à charbon pulvérisé (32% A1203; 3,5% Fe203,
6% alcalis) sous forme de sphérules de 0,1 à 0,5 mm de diamètre. L'humi- dite du produit brut est d'environ 25%. La densité du produit séché mesu- rée après tassement est égale à 0,40.
- Argile liante (42% A1203 sur cuit).
On prend 35 p. d'oxyde d'aluminium, 25 p. de sphérules et 40 p. d'argile, ces quantités étant déterminées sur matières sèches. Le mélange se fait dans un malaxeur du type Eirich dont le poids de meuletons est tel que les sphérules ne soient pas écrasées. La quantité d'eau à ajouter dépend du procédé de moulage employé. Suivant le type des produits à fabriquer, on aura recours à une presse mécanique rotative, à une vibreuse ou au moulage à la main. Cette partie de la fabrication est indépendante de l'objet de l'invention. Il en est de même pour le séchage et à la cuisson à 13500C pour lesquels on peut suivre la technique habituelle connue de l'homme de métier.
Les produits obtenus ont les caractéristiques suivantes:
Teneur en Al203 62%
Fusion C.S. 36
Post-retrait 1,2%
Porosité en volume 63%
Ecrasement à froid 150 kg/cm2 Exemple 2.
On prend les mêmes matières premières dans les proportions: 25 p. d'oxyde d'aluminium, 50 p. de sphérules, 25 p . d' argile .
Les produits obtenus ont comme caractéristiques:
Teneur en Al2O3 54%
Fusion C.S. 32
Post-retrait 2,4%
Porosité en volume 62%
Ecrasement à froid 120 kg/cm2.
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Exemple 3.
A 40 p. d'oxyde d'aluminium, 50 p. de sphérule s et 8,5 5 p . d'ar- gile, on ajoute 1,5 p. de bentonite. Encopérant comme dans l'exemple 1, on obtient finalement des produits réfractaires isolants ayant comme propriétés :
Teneur en Al2O3 60%
Fusion C.S. 35/36
Post-retrait 2.7%
Porosité en volume 70%
Ecrasement à froid 120 kg/cm2 Exemple 4.
Les proportions de mélange sont: 15 p. d'oxyde d'aluminium, 75 p. de sphérules,, 8,5 p. d'argile et 1,5 p. de bentonite.
Les produits obtenus en opérant comme il est dit plus haut sont:
Teneur en Al2O3 43%
Fusion C.S. 27
Post-retrait 7.1%
Porosité en volume 59%
Ecrasement à froid 130 kg/cm2
La valeur élevée du post-retrait montre qu'il n'y a pas avantage à dépasser la proportion de 75 p. de sphérules dans le mélange de départ.
Résumé 1 Procédé::de fabrication de produits réfractaires isolants contenant plus de 38% d'Al2O3, caractérisé en ce que les produits sont préparés à partir . d' - mélange d'oxyde d'aluminium, de corps shpérulaires vitreux queloon- @ ques et d'argile.
2 Procédé de fabrication selon 1 , caractérisé en ce que les produits ob- ' tenus contiennent plus de 50% d'Al2O3.
3 Procédé de fabrication selon 1 , caractérisé en ce que l'oxyde d'alumi- nium contient au moins 90% Al2O3.
4 Procédé de fabrication selon 1 , caractérisé en ce que les corps sphéru- laires proviennent des cendres volantes des chaudières à charbon pulvé- risé.
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