BE898552A

BE898552A - Matériaux fortement réfractaires.

Info

Publication number: BE898552A
Application number: BE0/212115A
Authority: BE
Original assignee: Bitter Karl Heinz
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1984-04-16

Abstract

Matériaux fortement réfractaires,dans lesquels à coté des substances de base fortement réfractaires,sont présent un liant et un agent thixotrope et qui peuvent etre moulés avec une quantité d'eau inférieure à 8 %,caractérisés en ce que,dans les matériaux,il y a un catalisateur qui retarde la resolidification après une diminution de viscosité par thixotropie.

Description


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   MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION formée par
Karl-Heinz Bitter pour : "Matériaux fortement réfractaires" 

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 "Matériaux fortement réfractaires"
La présente invention est relative à des matériaux réfractaires du type correspondant au préambule de la revendication 1 donnée ci-après. 



   Le phénomène, qui consiste en ce que, par une transmission d'énergie mécanique, entre autres sous la forme de vibrations, certaines matières passent de l'état plastique à l'état liquide, c'est-à-dire modifient leur frottement interne ou respectivement leur viscosité sans qu'une modification de température n'ait lieu, est appelé la thixotropie. Déjà depuis de nombreuses années, cet effet est appliqué dans l'industrie de la construction et pour les produits de peinture.

   Dans ce dernier cas l'effet sert à conférer au produit de peinture, lors de l'application, donc pendant que la transmission d'énergie mécanique a lieu par exemple par le pinceau, une fluidité plus grande qui est éliminée après l'enduction d'une surface, c'est-à-dire après l'arrêt de la transmission d'énergie mécanique, par une viscosité plus élevée, de façon qu'on en arrive à un écoulement du produit de peinture appliqué et à une formation de gouttelettes. 



   Dans le cas de matériaux hautement réfractaires pour l'industrie du fer et de l'acier, l'effet de la thixotropie pourrait servir à faciliter le façonnage d'objets à préparer à partir de matériaux et l'application de cou- 

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 ches hautement réfractaires. Néanmoins, l'effet thixotrope n'a jusqu'à présent pas été exploité dans une grande mesure parce que, lors de l'utilisation des agents thixotropes jusqu'à présent courants dans des matériaux réfractaires, tels   que des argimsdes bentones,   des bentonites courantes, le pouvoir réfractaire des matériaux en souffre fortement. 



   L'industrie chimique a à présent développé des agents thixotropes à base partiellement organique et partiellement inorganique, qui n'influencent pas notablement le pouvoir réfractaire des matériaux et ont cependant une bonne action thixotrope. L'intérêt principal dans l'application de tels agents thixotropes réside dans la diminution de la teneur en eau du matériau qui est nécessaire au traitement, c'est-à-dire au façonnage ou à l'application en couches. Il serait possible avec les nouveaux agents thixotropes développés, de travailler avec 2 à 4% en poids d'eau dans la masse. Cependant, cela ne peut pas être réalisé d'une manière pratique. 



  Pour introduire des quantités d'eau aussi faibles dans la matière, d'une manière homogène, on doit travailler avec des malaxeurs à mélange forcé, et si possible avec des cyclones à grande vitesse, supplémentaires. Une répartition non uniforme de la faible quantité de liquide dans la masse entraîne la formation de grumeaux, qui doit être évitée en toutes circonstances Cependant, le processus de mélange intense, nécessaire pour obtenir une répartition homogène de la faible quantité d'eau, a pour effet une transmission d'énergie tellement forte à la masse que déjà l'effet thixotrope se produit dans le mélangeur et que la masse se fluidifie.

   Aussitôt que le mélangeur 

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 est arrêté, elle se gélifie ou se solidifie aussitôt et on ne peut que très difficilement l'extraire du mélangeur et la verser dans le moule vibrant dans lequel le façonna- 
 EMI4.1 
 ge par exemple d'un revêtement d'avant-creuset a lieu. 



  Dans la pratique, et il a par conséquent présent été nécessaire d'ajouter 5 à 8% en poids d'eau afin que le matériau puisse encore être aisément manipulé après l'arrêt du mélangeur. 



   La présente invention a pour but de mettre au point un matériau hautement réfractaire du type correspondant au préambule de la revendication 1 donnée ciaprès, avec lequel on puisse travailler avec une plus faible quantité d'eau. 



   On résout ce problème par les particularités indiquées dans la partie caractérisant de la revendication 1. 



   Par le retardement catalytique de la solidification, celle-ci, après la diminution de la viscosité qui a lieu par thixotropie dans le mélangeur, ne se produit pas aussitôt après l'arrêt du mélangeur, de sorte que la matière peut être aisément extraite du mélangeur et être versée dans les petits orifices, conditionnés par la construction, du moule vibrant. Ensuite, le matériau est soumis, dans le moule vibrant, à de nouvelles vibrations et il subit pour la deuxième fois un fort effet thixotrope qui entraîne une nouvelle diminution violente de la viscosité et un bon remplissage du moule et un tassement du matériau. Après l'arrêt de la vibration, le matériau se solidifie pratiquement dans le même temps que le   matériau, sans   le catalyseur suivant l'invention, qui contient 5 à 8% d'eau.

   Le temps jusqu'au démoulage 

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 est donc le même dans les deux cas. La teneur en eau du matériau suivant l'invention est cependant de l'ordre de 2 à 3%, ce qui offre non seulement l'avantage d'une faible formation de fissures par séchage, mais ce qui exige aussi moins d'énergie pour l'expulsion de l'eau, c'est-à-dire pour le séchage du matériau. 



   Certains catalyseurs, qui se sont avérés actifs dans des matériaux hautement réfractaires du type en question, sont indiqués dans les revendications 2 à 8. 



  Ils peuvent être mis en oeuvre isolément ou encore en mélange. 



   La quantité totale de catalyseur est de préférence de l'ordre de 0, 1 à 2% en poids. 



   L'effet est particulièrement prononcé lorsque la composition donnée dans la revendication 7 des additifs présents, en dehors des substances de base hautement réfractaires proprement dites, est présente. 



   L'invention n'est pas liée à un type déterminé de matériaux hautement réfractaires. L'effet   thixotro.   pe prolongé par voie catalytique peut par exemple être appliqué pour les matériaux suivants :
1. Matériaux acides jusqu'à 95% de   SiO  
2. Matériaux amphotères jusqu'à 97% de   Zero2,   respectivement de    A1203  
3. Matériaux basiques jusqu'à 97% de MgO ainsi que des mélanges de ces matériaux. 



   On peut trouver ci-dessous un exemple d'un matériau hautement réfractaire suivant l'invention : 

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 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> Matériau <SEP> Dimension <SEP> des <SEP> % <SEP> en
<tb> particules, <SEP> mm <SEP> poids
<tb> Andalousite <SEP> 1-7 <SEP> 49
<tb> Andalousite <SEP> < 1 <SEP> 18,2
<tb> Quartz <SEP> < 1 <SEP> 13, <SEP> 8
<tb> Argiles, <SEP> bentones, <SEP> bentonites
<tb> pauvres <SEP> en <SEP> fer <SEP> (0, <SEP> 5 <SEP> 10
<tb> Verre <SEP> soluble <SEP> 3
<tb> Ciment <SEP> alumineux <SEP> fondu <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> Agent <SEP> thixotrope <SEP> inorganique/
<tb> organique <SEP> 2,8
<tb> Catalyseurs <SEP> 1,2
<tb> 
 
Les argiles, bentones et bentonites utilisées ici sont particulièrement pauvres en fer et, au contraire des additifs de ce genre habituellement utilisés, elles ne diminuent pas sensiblement le pouvoir réfractaire. 



   Les composants sont mélangés dans un malaxeur à mélange forcé, pendant 8 à 15 minutes, et ensuite ils sont extraits du mélangeur aussi rapidement que possible et introduits dans le moule vibrant. On dispose pour cela   d'un"temps ouvert"de   15 minutes. Ensuite, une nouvelle influence mécanique sur la masse est effectuée par vibration, ce qui entraîne une nouvelle diminution thixotrope de la viscosité. La masse quasi fluide remplit bien le moule et elle est même compactée en une couche homogène, sans défaut. Après achèvement de la vibration, le matériau se solidifie après environ 15 minutes, après quoi le démoulage peut avoir lieu. 



   Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.

Claims

REVENDICATIONS 1. Matériaux fortement réfractaires, dans Lesquels, à côté des substances de base fortement réfractaires, sont présents un liant et un agent thixotrope et qui peuvent être moulés avec une quantité d'eau inférieure à 8%, caractérisés en ce que, dans les matériaux, il y a un catalyseur qui retarde la resolidification après une diminution de viscosité par thixotropie.
2. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, des acides de fruit.
3. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 2, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, de l'acide citrique.
4. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 2, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, de l'acide malique.
5. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, des acétates.
6. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 5, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, de l'acétate de calcium.
7. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, du MgC12.
8. Matériaux fortement réfractaires suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'on utilise, comme catalyseur, du MgOH).
9. Matériaux fortement réfractaires suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés <Desc/Clms Page number 8> en ce que le catalyseur, isolément ou en mélange, est présent en une quantité totale de 0, 1 à 2% en poids, par rapport à la quantité totale du matériau fortement réfractaire.
10. Matériaux fortement réfractaires suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisés en ce que, en dehors des substances de base fortement réfractaires, il y a dans le matériau : 1) 0, 1 à 20% en poids de liant hydraulique de type ciment alimineux fondu 2) 0, 1 à 10% en poids de liant chimique (verre soluble... phosphates, etc) 3) 0, 1 à 5% en poids d'argiles, bentones, bentonites pauvres en fer 4) 0, 1 à 5% en poids d'agents thixotropes inorganiques-organiques 5) 0, 1 à 2% en poids de catalyseurs, à chaque fois par rapport à la quantité totale.
11. Matériaux fortement réfractaires, tels que décrits ci-dessus, notamment dans l'exemple donné.