BE552964A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à un procède de fabrication de briques et masses réfractaires basiques, à base de magnésie et de ses mélanges avec des minerais de   chrome,     particu-     lièrement   un procédé de fabrication de briques de   -magnésite.   



   On a souvent constaté que dans les fours industriels, tels que les fours Siemens-Martin et les fours électriques, le revêtement devient tendre et s'effrite dans certaines zones de la ma- çonnerie réfractaire lors d'une interruption du travail du four et du refroidissement qui en   résul te.   La raison de ce phénomène, très désagréable et désavantageux, est que lors du travail du four les scories fondues contenant du silicate   bicalcique     s'infiltrent   dans le revêtement réfractaire et, pendant le refroidissement, le 

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 silicate bicalcique passe sous la forme gaina,

   et il en résulte une augmentation de volume d'environ   10%.   Cette infiltration dans la maçonnerie réfractaire peut se produire sous l'effet du mon oxyde de silicium et de la vapeur de calcium en phase gazeuse, de sorte que par réaction et oxydation il peut se former dans la maçonnerie du silicate bicalcique, tandis que   l'acide   silicique et la   chaux contenus   dans les matières réfractaires peuvent aussi participer à la réaction. Dans tous les cas, la texture du revêtement se détruit pendant le refroidissement et les joints du matériau, réfractaire se désagrègent, d'où effrittement. 



   On a déjà proposé de nombreuses solutions pour supprimer ces inconvénients et prolonger la durée de vie des parties du four menacées par la pénétrationde silicate   bicalcique   ou de ses composés* Une de ces propositions consiste à passer le plus rapidement possible la zone de la température critique pour la transformation du silicate bicalcique, et de refroidir la phase alpha prime résistant à des températures supérieures à   850 C.   Comme cette solution   implique   une forte sollicitation des matériaux réfractaires, elle n'est pas satisfaisante   et¯,donc   peu utilisée.

   Suivant d'autres propositions connues on évite, ou retarde, la transformation du silicate bicalcique dans les masses réfractaires, en utilisant différents composés inorganiques, comme par exemple l'acide borique, l'oxyde chronique, le pentoxyde de vanadium, l'acide phosphorique, des composés alcalins, l'oxyde de zirconium, ou des mélanges de ces matières. Les masses ou briques réfractaires obtenues à l'aide de telles additions présentent toutefois, comparativement aux produits obtenus sans ces additions, une nette déficience au point de vue de leurs qualités réfractaires.

   De plus, ces additions ne permettent pas d'éviter complètement une destruction due au silicate   bicalcique,   étant donné qu'on ne peut pas toujours maintenir dans les limites ou valeurs, souhaitables la teneur en composés stabilisant le silicate   bical-     cique   dans les briques ou masses réfractaires lorsque les produits sont cuits. 

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   Il est également connu d'utiliser à   d'autres   fins certaines matières, qui agissent en soi comme stabilisateurs pour le silicate bicalcique, c'est-à-dire comme liants pour l'addition dans la fabrication de briques ou masses réfractaires. C'est ainsi, par exemple, que pour la fabrication de briques de magnésite on a proposé d'utiliser comme liant, des borates très basiques, comme des borates de calcium, ou des composés fusibles du bore, tels que le trioxyde de bore ou l'acide borique, ou encore des masses réfractaires aisément moulables pour des creusets, des moufles et   l'équi-   valent, en chamotte et graphite avec une addition d'acide borique et de.borax., et ce dans des proportions   d'environ 4   molesd'acide borique pour 1 mole de borax.

   Suivant une autre proposition, on ajoute comme liant à des masses basiques isolantes à base d'oxyde de magnésium ou de magnésite frittée, de petites quantités d'un composé, oxygéné du bore ou de ses sels métalliques, pentoxyde de vanadium, oxyde de baryum, oxyde de strontium ou pentoxyde de phosphore, sous une forme solide. Il est également connu d'imprégner des briques réfractaires non cuites de solutions de sels de chrome, ou, avant moulage, d'y incorporer des bichromates pulvérisés, puis de les cuire alors ou lors de la première mise à feu du four. 



   Enfin, pour des produits réfractaires contenant de l'oxyde de fer et venant en ,contact avec des gaz à teneur en carbone, comme l'anhydride carbonique ou le   néthane,   il est connu d'éviter.une destruction des gaz à teneur en carbone, provoquée par la présence   d'oxyde de   fer, en ajoutant à ces produits réfracta.ires des matières agissant à l'encontre de l'effet destructeur de l'oxyde de fer.

   Comme matières de ce genre on peut citer les sels de l'acide borique, le plomb, le nickel, le mercure, l'arsenic, le zinc et le cadmium sous forme métallique ou   d'oxyde,  ou sous forme de composés inorganiques ou organiques, le manganèse sous forme métallique ou d'oxydes et les métaux alcalins, ainsi que de l'aluminium, du magnésium ou du chrome, métalliques, et ce en quantités allant   jusou'à   0,5% en poids du produit fini. Les matières précitées peu- 

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 vent être ajoutées soit au produit brut lors de la fabrication ou, en cas d'utilisation de sels de bore volatils, lors de la cuisson du produit, être amenés avec les gaz de combustion, ou bien encore les produits peuvent être imprégnés de solutions de ces matières. 



  Comme la destruction de matériaux réfractaires par libération de carbone, ne se présente que pour des produits en   chamotte   et l'équivalent, mais non pour des matériaux basiques, ces dernières propositions n'intéressent que les produits en chamotte et l'équi- valent. 



   La présente invention vise à procurer des briques ou masses réfractaires basiques, à base de magnésie, particulièrement des briques de magnésite, dans lesquelles le silicate   bicalcique   pénétrant, ou se formant, pendant le travail du four, ne puisse plus provoquer des effets préjudiciables.

   Des essais poussés ont permis d'établir que cela peut être réalisé en incorporant aux briques ou masses réfractaires   finies,.des   quantités relativement faiblés de matières connues comme stabilisateurs pour le silicate bicalcique,   c'est-à-dire   qui empêchent la décomposition du sili- cate   bicalcique.   A cet effet le procédé suivant la présente inven- tion, pour la fabrication de briques et masses réfractaires basiques, à base de magnésie, et particulièrement de briques de magnésite résistant à un effrittement dû à   Inaction   du silicate bical- cique, consiste essentiellement en ce qu'après la cuisson les bri- ques ou massés sont imprégnées ou arrosées d'une solution des matie-   @   res agissant comme; stabilisateurs, puis séchées.

   La meilleure forme de réalisation consiste à plonger les briques dans une solution   de matières à effet stabilisant. Conne stabilisateurs on peut citer   principalement, des composés du bore tels que l'acide borique   et/ou   le borax, et aussi des solutions contenant des composés. de phosphate, de chrome,, de   baryuri,   de strontium, de sodium ou ce vanadium. Il est avantageux de plonger les briques cuites dans une solution contenant les stabilisateurs, tandis que la pénétration de la   solu-   tion dans les briques peut être favorisée en procédant à l'imprégna- 

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 tion sous vide.

   Un traitement particulièrement avantageux est réalisé à l'aide de solutions qui, en plusde   l'acide   borique, contiennent du borax, du fait que dans de telles solutions la teneur en B2O3 est fort augmentée à la température ambiante. C'est ainsi, par   exemple,   qu'une solution saturée   d'acide   borique ne contient qu'environ 3,5% de B2O3à 30 C et une solution de borax seulement 2,69 de B2O3, tandis que la concentration d'une solution d'acide borique et de borax correspond à une teneur d'environ 10,3% de B2O3. 



  On réalise des conditions particulièrement avantageuses à l'aide d'une solution qui, pour 1000 g d'eau, contient 115 g   d'acide   borique cristallisé et 85 g de borax anhydre. Dans tous les cas la concen-   tration de   ces solutions de stabilisateurs doit être suffisamment forte pour au' après séchage les briques   ou masses   réfractaires aient, suivant leur porosité ou leur capacité d'absorption d'eau, au moins une teneur de 0,6 à   1%   de B2O3,et une teneur supérieure n'est que plus   avantageux.   



   Dans le procédé suivant la présente invention, les pores des produits traités sont partiellement remplis par les stabi- lisateurs de silicate bicalcique connus, ce qui réduit la possibi- lité de pénétration du silicate bicalcique.   Etant   donné que les stabilisateurs ne sont incorporés aux briques ou masses réfractaires qu'après la cuisson, donc à un moment où toutes les réactions, susceptibles de se produire dans le matériau réfractaire, sont   terminées,' il   ne peut plus se produire, ou tout au plus du côté   @     @ du foyer et dans une très faible mesure, une réaction entre le   matériau réfractaire et les   stabil isateurs,   même lorsque ces pro- duits sont utilisés dans le four.

   De ce fait et d'une part, les propriétés réfractaires des briques ne sont pas influencées défa- vorablement, et d'autre part il y a, aux endroits exposés, suffi-   sarment   de stabilisateurs empêchant la pénétration du silicate   bicalcique.   C'est pourquoi les -briques   réfractaires     -traitées   sui- vant l'invention   présentent     d'excellentes   propriétés au point   de   vue réfractaire, leur volume n'est influencé en aucune manière et leur 

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 résistance à la pression du feu reste inchangée.

   Un outre avantage du procédé est que grâce au blocage des endroits actifs ce   la.   surface intérieure des briques ou masses réfractaires, on obtient une grande résistance à l'hydratation. 



   Les briques' ou masses basiques réfractaires,à base de magnésie, stabilisées suivant le procédé de l'invention conviennent, de par leurs bonnes propriétés, pour être utilisées surtout dans les parties de fours métallurgiques exposées directement ou indirectement dans une forte mesure au contact de silicate bicalcique et p our lesquelles le danger d'effrittement est donc grand. 



  Ceci vaut particulièrement pour les foyerset les couches de sécurité de fours électriques et Siemens-Martin, de même que des fours à tambour, qui dans des conditions de forte réduction travaillent avec des scories carburées. 



   Le procédé suivant   l'invention   peut être appliqué particulièrement avantageusement aux briques ou masses réfractaires ? base de magnésie contenant des stabilisateurs dans leur   mélange.   



   REVENDICATIONS. 



   . 1.- Procédé de fabrication de briques et nasses   réfrac-   taires basiques, à base de magnésie, particulièrement de briques de magnésite, résistantes . un effrittement dû à l'action du silicate   bicalcique,   avec utilisation de stabilisateurs pour le silicate bicalcique, caractérisé en ce qu'après leur cuisson les briques ou nasses réfractaires sont imprégnées ou aspergées   d'une   solution de matières agissant comme stabilisateurs, puis séchées, avantageusement en procédant sous vide.

Claims (1)

1. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisa en ce que comme stabilisateurs on utilise des composés du bore.

   3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisa en ce que comme stabilisateurs on utilise de l'acide borique et/ou du borax.

   4.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse d'acide- <Desc/Clms Page number 7> borique avec du borax, dont la concentration correspond à une teneur d'environ 10% de B2O3.

   5. - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les stabilisateurs sont utilisas en quantités telles que la teneur en B2O3 des briques ou masses réfractaires est la plus élevée possible après séchage, et au moins' de 0, 6 à 1%.