BE894731A - Procede et dispositif de fabrication de materiaux refractaires par reaction hautement exothermique de carbures - Google Patents
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Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION DE MATERIAUX REFRACTAIRES PAR REACTION HAUTEMEI EXOTHERMIQUE DE CARBURES. ,'.La présente invention concerne un procédé de fabrication de matériaux refractaires et d'oxydes semi conducteurs par <EMI ID=1.1> L'invention a pour objet la fabrication de pièces en matériaux refractaires . Elle a également pour effet la réparation de parois altérées ou corrodées de four en activité. L'invention concerne également la fabrication de réfractaires spéciaux ayant des propriétés de conducteurs anioniques ou de conducteurs cationiques. Le procédé consiste à envoyer un mélanqe de poudre d'oxyde et de carbure, ou de nitrure, ou de composé métallique comparable et d'un oxydant tel que air, oxyaène ou peroxyde, sur une surface se trouvant à une température suff isante, mais par exemple supérieure à 800[deg.]C,ou à toute température.supérieure. <EMI ID=2.1> de l'air ambiant lorsque c'est le cas,ou de gaz de transport ou d'un peroxyde, en formant un oxyde tout en déaaqeant une qu quantité de chaleur extrêmement élevée. <EMI ID=3.1> la température du mélanae, l'accroissement de température résultant de la chaleur spécifique des constituants et des conditions ambiantes d'échange thermique. La proportion de carbure ou de matériau comparable introduite dans le mélanae est déterminée en tenant compte du diagramme de phase du système, de manière à ce que le dit mélange, en tout ou partiellement, dépasse la température de fusion. Le matériau projeté et. déposé , fond. et se- solidifie à la température du substrat. La masse réfractaire compacte est formée avantageusement par couches successives. Les matières mélangées sont transportées vers la paroi à recouvrir, soit dans un moule, soit dans un four ,dans un qaz porteur tel que l'air. Selon une variante du procédé de l'invention, de l'eau est introduite dans le mélange contenant certains carbures te tels que CaC.2 contribuant à former de l'acétylène qui réagit exothermiquement avec l'air. Le procédé de l'invention offre un avantaae considérable <EMI ID=4.1> en sécurité, puisque dans beaucoup de ces cas, l'air peut être utilisé en place de l'oxyaène, en raison de la grande exothermicité des réactions. <EMI ID=5.1> d'être plus économique et d'application plus facile par un compresseur que l'oxyqène seul. Des matériaux réfractaires très variés peuvent être fabriqués ou reconstitués par le procédé de l'invention parmi lesquels les oxydes de silicium, d'aluminium, de maanesium de calcium, de zircone, de chrome et des oxydes complexes tels que des spinelles, les AZS (alumine-zircone- silice) le zircon la forsterite. On peut également élaborer, des conducteurs ioniques tels <EMI ID=6.1> Des matières utilisées dans le procédé de l'invention <EMI ID=7.1> de proportions d'oxydes et de conditions de transport La composition aranulométrique est Généralement comprise <EMI ID=8.1> entre 50 et 200 microns La dimension des crains de carbure ou de matériaux comparables est de préférence comprise entre � et 30 microns. Lorsque l'élaboration de masse réfractaire se fait dans un moule préchauffé, le mélange est de préférence aggloméré en granules de 0,5 à 3 mm qui sont répartis par projection mécanique ou par chute par aravité. <EMI ID=9.1> La préparation et la distribution des matières peut se faire par les opérations suivantes: - pesée des matières - mélange des matières - alimentation des matières par des engins de dosage par vis, qodet , disque tournant avec pa le de raclaqe, lit fluidisé Simultanément, l'oxyqène est distribué par un réservoir sous pression avec détendeur de réalaoe ou avantaaeusement l'air est alimenté par un compresseur. On peut ajouter de l'eau par un pulvérisateur ou un bouilleur, les matières solides sont introduites dans la canalisation de gaz. Les débits peuvent varier considérablement de quelques centaines de litres à plusieurs dizaines de m<3> <EMI ID=10.1> La pression peut varier en fonction des caractéristiques des matières et de la longueur des canalisations jusque la lance de projection refroidie à l'eau. <EMI ID=11.1> détermination des matières,le calcul de leur proportions sont déterminées par la composition du matériau réfractaire à fabriquer ou à déposer sur une paroi. La nature de cette paroi, la température du four, les conditions d'échange thermique et la température de fusion du matériau réfractaire déductible de l'interprétation de diagrammes de phase sont les facteurs essentiels de la détermination des poids d'oxydes, de carbures et autres matières. La température atteinte par les matières projetées dépend de la température ambiante du four et de celle de la paroi, de la distance entre l'extrémité de l'appareil de projection et de la surface, de la vitesse de propagation et de la quantité de chaleur déoaaée par la réaction. Le dépôt est fait avantageusement couche par couche en déplaçant la lance de projection ou l'appareil de distribution d'un mouvement de va et vient. On peut ainsi constituer un matériau compact et résistant par fusion et cristallisation successive. L'augmentation de température peut selon les cas, var <EMI ID=12.1> atteindre dans les phases de dépôt des valeurs dépassant 2500[deg.]. En variante, des dépôts de matériau tels que des carbures et des nitrures peuvent être réalisés en réduisant et en supprimant les proportions d'oxyde et en remplaçant le qaz tel que l'air par des composés volatils tels que des <EMI ID=13.1> Le choix des types de matériaux, de leur proportions, et des moyens d'application de l'invention sont la conséquence d'un proqramme ou d'un diaanostic. La description de réalisation déterminée de l'invention et des calculs de caractéristique sont donnés dans les exemples suivants qui contribuent à en présenter des particularités diverses. Exemple 1 Une paroi de silice détruite partiellement par corrosion est réparée par la projection au travers d'une lance refroidie à l'eau du mélanae suivant: <EMI ID=14.1> <EMI ID=15.1> Exemple 2. Une paroi altérée, comparable à la précédente est réparée par la projection du mélange suivant f par heure ) <EMI ID=16.1> un accroissement de température de l'ordre de 2500 permet de fondre la silice projetée sur une paroi à température <EMI ID=17.1> adhérent. Exemple 3. Une paroi en alumine est réparée après altération en projetant le mélancre suivant qui forme un dépôt compact adhérent et réfractaire: � par heure) <EMI ID=18.1> , <EMI ID=19.1> Exemple 4'. . En variante, le carbure de calcium est remplacé par A14C3 lorsque le produit final doit être composé uniquement de corindon. Exemple 5. La"synthèse de réfractaire AZS en réparation de paroi abimée par corrosion est effectuée en projetant un mélanne constitué de: ( par heure ) <EMI ID=20.1> <EMI ID=21.1> <EMI ID=22.1> L'accroissement élevé de température qui se produit sur une <EMI ID=23.1> cristallisation par couche. Exemple 6. Des pièces de zircone semiconducteur anionique sont réalisées dans des moules qui se succèdent dans un four <EMI ID=24.1> tenant compte de déperdition thermique). Le mélange suivant est envoyé: ( par heure) <EMI ID=25.1> Une zircone stabilisée est formée, dont le point de fusion <EMI ID=26.1> Exemple 7. L'élaboration de masse réfractaire compacte et cristallisée par fusion en couches successives de chromite, est faite par la projection soit dans un moule, soit dans une cavité,du mélange : par heure <EMI ID=27.1> Le matériau obtenu a un point de fusion de l'ordre de 19000 C. et une qrande résistance à la corrosion. <EMI ID=28.1> REVENDICATIONS. Procédé d"élaboration de matériau réfractaire, caractérisé en ce qu'on projette contre une surface chaude un mélange pulvérulent d'un ou plus ieurs oxydes et d'au moins un composé métallique et d'un ou plusieurs constituants oxydants, les dits composés métalliques provoquant un déqa� aement de chaleur très important tel qu'une masse réfractaire compacte se forme contre la dite surface par fusion et cristallisation
Claims (1)
- Procéda suivant la revendication I, caractérisé en ce que la dite masse .compacte soit soudée solidement à la dite paroi. <EMI ID=29.1>que le dit composé métallique est un carbure, un nitrure, ou un bromure.Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le constituant oxydant est un peroxyde solide.<EMI ID=30.1>ce que de l'eau est ajoutée au mélanoe, la dite eau réaaissant avec un carbure pour former de 1* acétylène.Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules d'oxyde ont une dimension comprise entre 30 et 300 microns.Procédé suivant les revendications, caractérisé en ce que les composés ajoutés aux oxydes sont des carbures choisis<EMI ID=31.1> <EMI ID=32.1>en ce crue les oxydes déposés résultant des réactions, sont<EMI ID=33.1>l'oxyaène.Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce<EMI ID=34.1>Procédé caractérisé en ce que les composés choisis sont très riches en carbure, nitrure et sont projetés dans<EMI ID=35.1>réducteur.
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