BE620923A

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Publication number: BE620923A
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Description

Matières céramiques,
La présente invention concerne des matières céramique. et a pour objet un procédé pour obtenir des masses rigides à partir de matières céramiques granulaires.

Suivant l'invention. dans un procédé pour obtenir une masse rigide à partir d'une matière céramique granulaire on Mélange la matière céramique granulaire avec de la poudre d'aluminium et/ou de magnésium et/ou de calcium et un composé du chrome oxydant, on compacte le mélange en la forme désirée et on le chauffe à une température à laquelle le métal réagit avec le composé du chrome en provoquant le durcissement du mélange.

Le durcissement est dit, croit-on, à la fusion du: consti- tuante réactifs qui. pour effet d'agglomérer les granules (érami- queue Ainsi, les quantités des substances à réaction erotheinique utilisées ne doivent pas être suffisantes pour porter toute .a manse de la matière à la température du frittage, étant donn que le résidus chromifères de la réaction thennique peuvent aider i conférer la rigidité et la solidité à la maase résultante par la formation de spinelles ou d'autres structures complexes qui ont une action liante.

Le chauffage amorçant la réaction entre le métal et le composé du chrome est de préférence suffisamment intense pour fondre tant le métal que le composé du chrome. Cette fusion favorise, croit- on, une réaction rapide engendrant une forte liaison cristalline.

La compaction du mélange peut être exécutée avant ou pendant le chauffage.

Le composé du chrome oxydant peut être un chromate comme le chromate de calcium, un bichromate comme le bichromate de potas- sium ou l'anhydride chromique, Les bichromates alcalins sont moins appropriés que l'anhydride chronique et le chromate de calcium pour la fabrication de produits qui doivent être résistants à l'eau.

Les proportions pondérales des constituants sont de préférence comprises dans les gammes ci-après :
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<tb> Gamme <SEP> préférée
<tb> Gamme <SEP> préférée <SEP> en <SEP> particulier
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matière <SEP> céramique <SEP> 58 <SEP> - <SEP> 98 <SEP> % <SEP> 64 <SEP> - <SEP> 84 <SEP> % <SEP>
<tb>
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<tb> Composé <SEP> du <SEP> chrome <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> - <SEP> 36 <SEP> % <SEP> 14 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> %.
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<tb>
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Poudre <SEP> métallique <SEP> 1/2 <SEP> - <SEP> 6 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 6 <SEP> % <SEP>
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La nature des constituants et le spectre granulométrique de la matière céramique sont choisit pour satisfaire aux exigences d'une application particulière.

Dans le cas où le mélange doit être cohérent avant la @
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réaction , par exemple dans le cas de masses qui doivent être man1- j 1 puléem avant la réaction, on peut utiliser un liant comme de l'eau, de la cire, de l'huile, Une solution de sulfate de magnésium, du sucre ou de la allasse* De préférence, le liant n'abandonne pas après le chauffage un résidu de décomposition qui nuise aux propriétés @ requises du produit.
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La granulométrie de la matière céramique doit être cbo1- .< sie de manière que la densité de la masse produite par le procédé @ de l'invention convienne pour l'a plication prévue, par exemple un -0 densité élevée peut être obtenue en mélangeant Judicieusement des granules grossiers et fins.

Les matières céramiques granulaires peuvent être des matières réfractaires granulaires basiques ou neutres, auquel cas
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les masses rigides obtenues peuvent être des éléments retrlotaireg ta forme de blocs, de briques ou autres, ou même des garnissages mono- ? lithiques pour fours.

L'invention peut s'appliquer à des matières basiques ou
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neutres quelconques utilisées comme réfractaires. La .agns1te eal- cine et la dolomite calcinée sont des exemples de matières basiques appropriées, et l'alumine, la chromite, la magnésite chromifâre, la spinelle et le carbure de silicium sont des exemples de matins
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neutres convenables. Ces matières sont hautement résistantes à l's,t,e" que par de nombreux laitiers métallurgiques et sont hautement rétrue. taires, leurs point? de ramoll.ssement étant dans la iyla.=e de 1700 à 22OO C,
Lorsqu'un garnissage de four est de type monolithique et lorsqu'on utilise un gabarit, le liant peut être inutile, pour
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le maintien de la matière avant la cuisson.

Pans ce cas, la combus- s tion du gabarit peut engendrer suffisaient de chaleur pour amorcer la réaction exothermique. Dans un four de fusion à induction, la matière granulaire sèche peut être tassée autour d'un gabarit métal.

lique cylindrique qui a la forme du bain ou du creuset. Il est .ou- vent recommandable de disposer au voisinage de la bobine d'induc- tion, une couche de matière réfractaire meuble sans poudre métalli- que, de manière qu'elle ne soit pas conductrice de l'électricité, mais la face interne voisine du gabarit doit être faite d'un réfrac- taire fritte dur parce qu'elle viendra au contact du métal et du laitier fondus.

Le mélange de garnissage préparé suivant l'inven- tion est tassé autour du gabarit et une couche de matière réfractai- re exempte de poudre métallique et du composé du chrome est appli- quée par-dessus. Le garnissage forme sera donc constitué par deux couches, l'une meuble non frittée à l'extérieur, au voisinage de la bobine, et l'autre de matière frittée dure formant le bain ou le creuset cylindrique. Dans ce cas, la réaction peut être amorcée en chauffant le gabarit m tallique à l'aide du courant induit par la bobine. Le gabarit peut être fondu et incorporé au premier bain de fusion.

D'autres masses rigides sont, par exemple, des meules, des matières céramiques granulaires appropriées étant alors des abrasifs tels que les matières à base de carbure de silicium, le corindon et l'alundum.

On peut utiliser des matières ayant un spectre granulo- métrique quelconque. Le mélange actif peut être modifié tant en ce qui concerne le métal que l'agent oxydant, mais si la meule doit être utulisée en présence d'un agent de refroidissement aqueux, il est nécessaire de restreindre le choix des agents oxydants à ceux donnant des produits d réduction insolubles, par exemple l'anhy- dride chromique ou le chromate de calcium,
Les pressions de façonnage et les compositions du mélange peuvent être modifiées en vue d'obtenir des produits de porosités et de résistances differentes.

Pes avantages du procédé de l'inven- tion sur les procès classiques de fabrication des meules sont le fait qu'une basse température et un temps court suffisent pour cuire

les meules et le fait que les changements de dimension à 1* cuisson sont faibles, l'expansion n'atteignent, effet, que 1 %. @
Les exemple* cl- après illustrent l'invention. Dans les exemples, les pourcentages sont en poids, EXEMPLE I.-
On mélange 70 % de magnésite calcinée grossière retenu* sur le tamis de 16 mailles (B8I) avec il $ de magnésite calcinée fin* passée au tamis de 100 mailles.

A ce mélange, on ajoute 16 % de poudre de bichromate de potassium et 3 % de poudre d'aluminiuz Le mélange est comprimé en un bloc après addition de 2 % d'hudité et le bloc est introduit dans un tour maintenu * 950 C Des que la surface du bloc atteint la température du four, 3 3 'oxydation exother- mique de la poudre d'aluminium commence, ce qui provoque le durcis- sement du bloc et en une dizaine de minutes celui-ci devient une mas- se réfractaire solide dure*
Le mélange décrit peut être préparé autrement. Par exem- ple, la magnésite fine peut être mélangée avec la poudre d'aluminium et le bichromate, la magnésite grossière étant ensuite ajoutée après un mélange intime de ces constituants.

EXEMPLE II. - , On mélange de 76,2 % d'oxyde de magnésium fondu, de 20,3 % de chromate de calcium (qualité du commerce) et de 3,5 % de poudre d'aluminium est comprimée par voie sèche en un bloc. Le bloc est chauffé à 1200*C, température à laquelle a lieu une réaction qui s'achève en quelques minutes. Le produit est un corps réfractai résistant, EXEMPLE III. -
On mélange de 70,0 % d'alumine fondue (60 mesh BSI, gra- nulométrie nominale), de 25,0 % d'anhydride chromique (qualité du commerce) et 5,0 % de poudre d'aluminium est pressé par voie sèche en un bloc.

Le bloc est chauffé à 900 C, température à laquelle a lieu une réaction qui s'achève en quelques minutes. Le produit est

un corps réfractaire solide.

EXEMPLE IV. - On mélange de 70% de magnésite calcinée (grossière) de 11% de magnsite calcinée (fine), de 16 % de bichromate de potas- sium et de 3% de poudre d'aluminium est comprima et cuit à 950 @.

Apres la réaction, un cône Seger est taillé dans le produit et chauf- fé à l'air à une température supérieure à 1850 C. Après ce trait)-' ! ment, il n'accuse pas de fusion même aux arêtes vives. Des pièces semblables sont chautfées à environ 1300*C et refroidies rapidement par un courantd'air froid. Elles n'accusent aucun signe de crevaj- sellent ou de rupture.

EXEMPLE Y. - Le mélange suivant est façonné par pressage en forme de meule dans une matrice en acier sous une pression de 10 tonnes par pouce carré (1575 kg/cm2),
Alumine 60 mesh 70 %
Anhydride chromique 25 %
Poudre d'aluminium 5 %
Eau 3 % de supplément La forme comprimée est alors séchée à 1-*étuve et Introduite dans un tour à 900*C. La cuisson est achevée en quelques minutes, sa durée précise dépendant de la dimension de la meule fabriquée.

-EXEMPLE VI. -
On mélange de :
Poudre de magnésium 1 %
Bichromate de potassium 4 %
Magnésite (calcinée à mort)± % est comprimé en un bloc sous une pression de 10 tonnes par pouce carré (1575 kg/cm2) et placé pendant 5 minutes dans un four à une température de 900*C. Même à ce faible pourcentage de magnésium, le produit est dur, résistant et réfractaire.

Les différences de dimension entre les corps pressas

pressés avant cuisson et les produits formés sont faibles. On déceler au maximum une légère expansion n'excédant pas 1 %.

Claims

REVENDICATIONS, 1,- Procédé pour obtenir une masse rigide à partir d'une Matière céramique granulaire, dans lequel on mélange la matière céramique granulaire avec une poudre métallique et un agent oxydant, on compacte le mélange en la forme désirée et on le chauffe à une température à laquelle le métal réagit avec l'agent oxydant et pro- Toque le durcissement du mélange, caractérisé en ce que la poudre métallique est de la poudre d'aluminium, de la poudre de magnésium ou de la poudre de calcium, prises seules ou en mélange, et l'agent oxydât est un composé du chrome, 2.- Procédé suivant la revendication 1,

caractérisa en ce que les constituants sont utilises dans les proportions ponde- raies suivantes; matière céramique, 58 à 98 % (de préférence 64 à 84 %);composé du chrome, 1,5 à 36 % (de préférence 14 à 30 %);pou- dre métallique, 0,5 à 6 % (de préférence 2 à 6 %).

3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composé du chrome est le bichromate de potassium ou l'anhydride chromique.

4.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composé du chrome est le chromate de calcium. @ 5.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière céramique *et une matière réfractaire neutre ou basique.

6. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière céramique est un abrasif.

7.- Masse rigide, façonnée, faite d'une matière céramique ' agglomérée liée thermiquement, caractérisée en ce que le liant com- prend des résidus chromifères d'une réaction exothermique entre de <Desc/Clms Page number 8> l'aluminium et/ou du magnésium et/ou du calcium et un composé du chrome oxydant.