FR2579977A1

FR2579977A1 - Carbon-contg. refractory material

Info

Publication number: FR2579977A1
Application number: FR8505282A
Authority: FR
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1985-04-05
Publication date: 1986-10-10
Also published as: JPS6081068A; DE3512379C2; JPH0432797B2; FR2579977B1; DE3512379A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DES REFRACTAIRES CONTENANT DU CARBONE ADDITIONNES DE FIBRES METALLIQUES OBTENUES PAR COUPE PAR VIBRATION. SELON L'INVENTION, ILS CONTIENNENT 2-15 EN POIDS DE FIBRES DE METAL D'UNE LONGUEUR DE 2-10MM ET D'UN DIAMETRE DE 0,03-0,2MM, CES FIBRES ETANT OBTENUES PAR UNE COUPE PAR VIBRATION; LE DESSIN JOINT MONTRE LA FORME DES FIBRES OBTENUES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA METALLURGIE.

Description

La présente invention se rapporte à des réfractaires contenant du carbone, applicables aux structures réfractaires nécessitant une forte résistance au choc thermique et une forte résistance mécanique.

Par exemple, les structures réfractaires comme les longs
ajutages utilisés pour retirer la poche d'acier fondu à l'avent-creuset ou l'avant-creuset au moule, des ajutages à immersion, des ajutages supérieurs et inférieurs de dispositifs à ajutages coulissants (dispositifs coulissants de fermeture), des plaques des dispositifs à ajutages coulissants ou les tuyères des convertisseurs sont soumis à une différence considérable de température à l'intérieur des structures pendant le fonctionnement ou lentretien, donc un effort thermique considérable se produit dans la structure du fait de la différence des taux de dilatation en différentes parties de la structure.

Par ailleurs, les structures réfractaires sont sujettes à un effort mécanique externe comme une vibration provoquée par l'écoulement de l'acier fondu ou un mouvement mécanique de glissement.

En conséquence, les réfractaires pour constituer de telles structures doivent avoir une excellente résistance au choc thermique . Par ailleurs, les réfractaires doivent avoir d'excellentes propriétés de résistance à l'usure et propriétés de résistance à l'oxydation capables de résistez à une usure importante qui se produit du fait de l'acier fluide fondu. De plus, lorsqu'un ajutage est utilisé pour cette structure réfractaire en une condition où son extrémité inférieure est immergée dans un acier fondu, il est également nécessaire que l'ajutage ait des propriétés suffisantes de résistance à l'érosion par le laitier, lui permettant de résister à l'érosion du fait du laitier fondu qui se trouve à la surface de l'acier fondu.

Comme matériaux applicables à de telles structures réfractaires, plusieurs matériaux ont été traditionnellement développés ayant de meilleures propriétés , pour répondre au changement des conditions de travail ou d'entretien qui sont de plus en plus sévères d'année en année.

Par exemple, en termes des ajutages longs ou des ajutages à immersion faits en alumine-graphite, pour améliorer les propriétés de tels ajutages, on a proposé de contrôler l'épaisseur des écailles du graphite écailleux qui y est contenu, ou bien d'ajouter des fibres de carbone ou d'ajouter des matières premières spécifiques contenant de la zirconia. Bien que de telles propositions aient été efficaces pour améliorer la résistance au choc thermique et la résistance à l'usure, elles ne sont pas efficaces pour empêcher la rupture ou la cassure des ajutages qui sont la cause de la plupart des accidents néfastes lors de l'entretien.

Bien que l'on se soit attendu a ce que l'addition de fibres de carbone empêche la rupture ou les cassures cidessus, elle n'a pas permis d'obtenir un effet remarquable car la dispersion des fibres de carbone dans la matrice ou la structure interne de l'alumine-grashite est extrêmement difficile.

En termes des ajutages coulissants, pour répondre aux conditions de travail ou d'entretien des ajutages coulissants qui deviennent de plus en plus dures avec l'amélioration de la technologie de la coulée en continu, comme la coulée en continu à plusieurs stades, des matériaux dont la résistance à l'usure ou à l'abrasion a été améliorée par l'inclusion de poudres de Al ou de poudres de Mg ont été proposés et ces matériaux ont été largement en utiIisation ou en entretien réel.

Cependant, de tels matériaux ne peuvent pas répondre à la tendance courante des ajutages à devenir de plus en plus allongés et minces, donc la rupture ou cassure des ajutages - s'est produite.

Par ailleurs, en termes des plaques utilisées pour les dispositifs à ajutages coulissants, des matériaux ayant une forte résistance à l'usure ou à l'abrasion, qui contiennent des poudres de métal à faibles points de fusion comme des poudres de Al ou des poudres de Mg ou des poudres d'alliages de tels métaux ou des fibres de carbone ont été proposés.

Cependant, ces matériaux ne sont pas efficaces pour empêcher le développement des fissures.

En conséquence, la présente invention a pour objet de créer des réfractaires ayant une haute durabilité, permettant de résoudre les défauts ci-dessus mentionnés des réfractaires conventionnels utilisés pour la production de structures réfractaires comme des ajutages pour la coulée en continu.

L'invention est totalement basée sur la découverte que les fibres de métal qui sont obtenues par une méthode de coupe par vibration ont une section transversale triangulaire comme le montrent les figures l(a), (b)- et (c), les surfaces des fibres sont considérablement déformées et de telles fibres ont une affinité favorable aztec la structure interne des réfractaires et la résistance conjointe de telles fibres avec la structure interne des réfractaires, c'est-à-dire la résistance contre l'effort mécanique est accrue.Bien que des fibres de métal aient été produites par d'autres méthodes comme une méthode qui produit des fibres de métal en coupant des fils métalliques après étirage ou une méthode d'extraction à l'état fondu, les fibres produites ont une section transversale presque circulaire et ont peu de creux et de bosses à leur surface et par conséquent on ne peut s'attendre à ce que ces fibres aient un effet tel qu'elles permettent de joindre ou d'intégrer la structure interne des réfractaires, comme les fibres de la présente invention obtenues par la coupe par vibration.

De plus, il était difficile jusqu'à maintenant de fabriquer économiquement des fibres ayant un diamètre de 0,2 mm ou moins par un moyen conventionnel. Selon la méthode de coupe par vibration de l'invention, des fibres ayant un diamètre de l'ordre de 30 > peuvent être obtenues de manière non coûteuse, et il est donc possible de rendre plus important leur rapport d'aspect. La forme de la section des fibres dans la méthode de coupe par vibration ou la méthode de coupe par vibration-enlèvement est une forme triangulaire compliquée et dans cette invention, le diamètre de ladite fibre ayant une section triangulaire déformée correspond au diamètre d'un cercle ayant la même aire en section transversale que ladite fibre.

La longueur des fibres obtenues par la méthode de coupe par vibration, dans l'invention, est comprise, de manière appropriée,entre 2 et 10 mm. Dans le cas où les fibres sont plus courtes que 2 mm, leur effet d'intégration est insuffisant mais au contraire, dans le cas où elles ont plus de 10 mm, il est difficile ou pratiquement impossible de mouler les matériaux réfractaires. Le diamètre des fibres est de préférence compris entre 30 et 200c. Dans le cas où le diamètre est inférieur à 30, la dispersion des fibres est difficile car les fibres s1 emmêlent, mais au contraire, dans le cas où le diamètre est plus important que 200 ys , le rapport d'aspect devient sensiblement petit et en conséquence l'effet souhaité ne peut être atteint.Toute sorte de métal peut être utilisée pour les fibres selon l'invention que l'on obtient par la méthode de coupe par vibration et en particulier, une fibre d'un métal ayant un point élevé de fusion comme une fonte, un acier ordinaire ou un acier spécial comme un acier de Ni-Cr, un acier de
Cr-Mo, un acier de Cr, un acier de Cr-V etc, ou de l'acier inoxydable et un alliage à base de Fe comme un ferro-alliage est préférée c ar ils ont une excellente résistance d'une température normale à une température moyenne et ils sont à relativement bas prix.

Les fibres de métal ayant un faible point de fusion peuvent également être utilisées, comme des fibres de Al, des fibres d'un alliage d'aluminium contenant des fibres de Al, de fibres de Mg, etc.

Ces fibres de métal obtenues par une méthode de coupe par vibration peuvent être utilisées en forme simple ou en mélange comprenant plusieurs sortes de fibres de métal selon le but de l'utilisation. I1 est particulièrement efficace d'utiliser des fibres de métal de différentes sortes, dont les points de fusion diffèrent.

La quantité totale desdites fibres de métal à ajouter est de préférence de 2 à 15 en poids, par rapport à la quantité de l'agrégat réfractaire. Dans le cas où la teneur en fibres de métal est inférieure à 2 ó en poids, on ne peut obtenir une résistance mécanique ou une résistance à l'effritement suffisantes is au contraire, dans le cas où leur teneur dépasse 15 en poids, le rapport des fibres de métal dans la .matrice est trop important et ainsi les caractères des matériaux réfractaires baissent et toute amélioration remarquable sur la résistance - l'effritement ne peut être obtenue. Par ailleurs, l'opération de mélange et de moulage est difficile et ainsi des produits réfractaires de bonne qualité ne peuvent être obtenus.

Tout agrégat réfractaire souhaité peut être librement utilisé dans 11 invention, comprenant, par exemple, la silice, l'alumine, l'aluminosilicate , la magnésie, le spinelle, la zirconia, le zircon , des minéraux de chrome, SiC, Si 3N4,
B4C, BN,. du carbone comme du graphite et -du carbone amorphe, etc.

Dans la fabrication des structures réfractaires, les composants individuels sont d'abord préparés selon les caractéristiques nécessaires qui sont requises par les pièces des structures réfractaires à fabriquer et ensuite, on les mélange pour obtenir des mélanges qui sont alors simultanément moulés pour former la structure qui peut satisfaire aux objectifs respectifs. Les fibres de métal peuvent être utilisées dans toute partie de la structure selon la condition de l'utilisation de la structure. Par exemple, en termes d'un ajutage long, les fibres de métal peuvent être utilisées dans tout le corps de l'ajutage long ou bien uniquement à sa partie supérieure ou de col, où l'effort mécanique se concentre. Ensuite, si nécessaire les pièces ainsi formées sont cuites dans une atmosphère réductrice pour en retirer les composants volatils.Selon l'utilisation des structures réfractaires à former, il est également possible de mouler des articles contenant encore des liants organiques comme le brai, une résine phénolique, etc.

Afin d'empêcher les fibres d'alliage à base de Fe de s'oxyder ou de réagir avec tout oxyde, des matières organiques doivent être utilisées comme agent de liaison, et de plus, l'agrégat contient de préférence 2% en poids ou plus de carbone en tout.

Ces liants organiques sont de préférence ceux contenant une grande quantité de carbone résiduel, et de ce point de vue, les résines phénoliques et furannes sont préférables pour leur prix. , mais cependant elles ne limitent en aucune façon ces liants organiques.

Les compositions du matériau réfractaire de l'invention comme on l'a ci-dessus mentionné peuvent de plus contenir, si nécessaire, des poudres de métal d'un faible point de fusion comme Al, Mg, Zn, Sn ou particules analogues de métal ayant un diamètre de 0,5 mm ou moins, en une quantité de 2 à 15 en poids par rapport à la quantité de l'agrégat réfractaire, et ainsi une diminution de la.

résistance dans la plage de températures moyennes peut être complètement empêchée-. L'addition de telles poudres de métal à faible point de fusion est révélée dans la divulgation du brevet japonais N 55-65348 . Selon cette invention, on a maintenant pu confirmer que l'usage en combinaison de ces poudres de métal et des fibres de métal ci-dessus mentionnées, qui est l'une des caractéristiques principales de l'invention,avait pour résultat l'obtention de structures réfractaires moulées non cuites ou cuites ayant de bonnes propriétés et une bonne résistance à l'effritement.

Les compositions de l'invention, comprenant les composants ci-dessus mentionnésypeuvent être moulées, durcies et cuites si nécessaire d'une manière conventionnelle, et l'on peut obtenir des structures réfractaires non cuites ou cuites ayant une forte résistance à l'effritement par la présente invention.

Les matériaux réfractaires composites selon l'invention contiennent des fibres obtenues par une méthode de
coupe par vibration et ayant une section avec des coins à
angle aigu et une surface d'une forme compliquée et
anguleuse. L'incorporation de ces fibres a encore développé
le renforcement de la matrice réfractaire par rapport à un
art antérieur ajoutant des fibres conventionnelles. De plus, même si chacune des pièces de structure est faite d'un matériau réfractaire différent, il ne se produit pas de
fissure à l'interface des pièces faites de différents matériaux réfractaires, car les fibres incorporées servent
à intégrer l'interface. Ainsi, la durée de vie et la durabilité des structures réfractaires selon l'invention sont apparemment et remarquablement améliorées.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
- les figures 1(a), (b) et (c) montrent des formes de coupes ou sections de fibres d'acier obtenues par une méthode de coupe par vibration, qui sont des vues microscopiques à un grossissement de 200 fois et
- les figures 2 et 3 montrent des structures d'ajutages pour une coulée en continu, qui sont des modes de réalisation des structures réfractaires de l'invention la figure 2 étant un ajutage à immersion et la figure 3 un ajutage long.

Sur ces dessins, le chiffre de référence 1 désigne un corps, 2 est une partie de poudre, 3 est une partie de porte et 4 est une partie de laitier.

L'invention a été appliquée à un ajutage à immersion et au long ajutage comme le montrent les figures 2 et 3 respectivement et les effets ainsi atteints seront expliqués
ci-après, en comparaison avec ceux obtenus avec des matériaux
réfractaires composites conventionnels. Les compositions et
propriétés des matériaux utilisés ci-dessous sont données aux tableaux l et 2 qui suivent.

Au tableau 1, chaque "Note" est comme suit
Note 1 : zirconia-mullite électrofondue Al2O3 ,
48, ó en poids - Zr02, 36% en poids
SiO2 , 16% en poids)
Note 2 : Fibre A : SS41, par coupe par vibration,
#90 x 6 mm
Fibre B : FOD50 par coupe par vibration,
#90 x 6 mm
Fibre C : SUS430, par coupe du fil métallique étiré, $300x x 20 mm.

Note 3 : Les échantillons ont été cuits avec un
coke dans un four tunnel, à 9000C pendant
10 heures et ensuite on a mesuré la
variation de dimension (%).

Note 4 : Les échantillons ont été immergés dans un
fer en gueuse à 16000C dans. un four à
induction à haute fréquence pendant
1 minute et 30 secondes, et ensuite refroidi
à l'eau pendant 20 secondes. On a mesuré
les modules d'élasticité avant et après
ledit traitement, E étant avant le
o
traitement et E1 étant après le traite
ment, et la résistance à l'effritement de
chaque échantillon était représentée par
le rapport de R=El/Eo. Sur le tableau 1,
S signifie R # 0,95; A signifie
0,95 > R # 0,90;B signifie 0,90 > R # 0,80
et C signifie R < 0,80. Du point de vue
usage pratique, on préfèrela plage de A ou plus
et la plage de B peut également être
acceptable pour un usage pratique tant que
la condition d'utilisation est choisie de
manière appropriée.

Note 5 : Chaque échantillon a été utilisé comme
couche de garnissage dans un four à
induction à haute fréquence et on a intro
duit SS4l et on l'a fait fondre à 16000C et
on a maintenu tel quel pendant 60 minutes.

Ensuite, la perte fondue de chaque échan
tillon a été mesurée et ensuite la résis
tance à l'érosion de chaque échantillon a
été évaluée, L'indice de perte (L) a été
déterminé comme suit : l'échantillon Al
avait l'indice de perte (L) de 100; et
S signifie L ( 95; A signifie 954 L C 105;
B signifie 105 $ L < 115 et C signifie
L > 115.

Note 6 : Chaque échantillon a été immergé dans un
mélange d'un fer électrolytique et d'une
poudre dans un four électrique au criptol
à 16000C pendant 60 minutes. Ensuite,
l'indice de perte de chaque échantillon a
été calculé et l'indice de perte de
l'échantillon Z1 était de 100.

Au tableau 2, "Note 2" et "Note 6" sont différentes de celles du tableau 1, et sont comme suit
Note 2 : On a utilisé des lamelles d'aluminium
(44po ou moins).

Note 6 : Chaque échantillon ayant pour forme
40 x 40 x 40 mm a été traité dans un
four électrique à Bf300C pendant 3 heures
et ensuite l'épaisseur (mm) de la couche
d'oxyde formée dans chaque échantillon a
été mesurée.

Les autres "Notes" du tableau 2 sont les mêmes que celles du tableau 1.

Dans chaque échantillon des tableaux 1 et 2, les matières premières étaient bien mélangées puis pressées avec une presse à caoutchouc à une pression de 1200 bars pour obtenir la forme déterminée. Les échantillons ainsi moulés ont alors été cuits dans un four tunnel ayant une atmosphère réductrice à 9000C.

TABLEAU 1

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EXEMPLE 1
On a utilisé Al du tableau 1 comme matériau du corps 1 en se référant à la figure 2 et Z1 du tableau 1 comme matériau de la partie de poudre 2 et on les a intégralement formés par une méthode de moulage simultané.

On les a alors enfoncés dans du coke dans un four tunnel et cuits à 9000C, pour obtenir une structure conventionnelle d'ajutage. Cependant, après la cuisson, l'interface entre le corps et la partie de poudre était fissurée, et le rendement de cuisson était de 85né. Par ailleurs, le même ajutage a été formé en utilisant la combinaison de A2 et Z2, selon la même étape de moulage simultané avec ensuite cuisson.

Après la cuisson, aucune fissure ne s'est présentée dans le dernier ajutage fabriqué et ainsi, le rendement de cuisson était de 100 ó.

EXEMPLE 2
L'ajutage conventionnel comprenant la combinaison de
Al pour le corps 1 en se référant à la figure 2 et de ZI pour la partie de poudre 2 , comme formé à l'exemple 1 ci-dessus, a été utilisé dans la pratique pour la coulée en continu de l'acier. Par suite, l'interface s'est écaillée par places sous la forme d'un anneau et s'est partiellement fissurée, avec pour résultat la présence d'accidents. A part cela,
Z3 qui a une caractéristique de dilatation semblable à Al a été utilisé comme matériau de la partie de poudre.

Cependant, dans ce dernier cas, la résistance à l'érosion de cette partie est insuffisante et la durée de vie de l'ajutage n'a duré que pour trois charges. Par ailleurs, l'ajutage a été fabriqué par moulage simultané de la combinaison de A2 et de Z2 selon l'invention, chacun contenant les fibres obtenues par la méthode de coupe par vibration. L'ajutage ainsi fabriqué a été utilisé pour la coulée en continu de l'acier, et aucun écaillement ne s'est produit, et sa durée de vie a duré suffisamment pour six charges.

Ensuite, A2 a été remplacé par A4 , A4 contenant des fibres C obtenues en coupant des fils étirés, pour fabriquer l'ajutage. On l'a utilisé de manière analogue mais l'interface de A4 et de Z2 s'est fissurée. Ce résultat signifie que l'addition des fibres C n'est pas efficace.

EXEMPLE 3
Le long ajutage montré sur la figure 1 a jusqu'à maintenant été fabriqué par moulage simultané du corps 1 de la partie de porte 3 et de la partie de laitier 4 pour obtenir ce long ajutage ayant une structure intégrée, et l'on a utilisé A5 du tableau 2 pour le corps 1 , A7 ayant une bonne résistance à l'oxydation a été utilisé pour la partie de porte 3 et Z3 du tableau f ayant une bonne résistance à l'érosion a été utilisé pour la partie de laitier 4 . Cependant, le long ajutage ainsi fabriqué d'une manière conventionnelle a posé certains problèmes en usage pratique, par le fait que l'interface des différents matériaux de l'ajutage s'est fissurée pendant l'utilisation, du fait de la différence de dilatation entre eux, avec quelquefois pour résultat la présence d'accidents.

Alors, un ajutage de la même forme que. ci-dessus a été fabriqué en utilisant A6 pour le corps 1 , A8 pour la partie de porte 3 et Z2 pour la partie de laitier 4
Z2 contenant. les fibres A ayant un diamètre de 90 et une longueur de 6 mm et on l'a utilisé dans la pratique.

Aucune fissure ne s'est produite.

EXEMPLE 4
On a ajouté 5 en poids d'une résine phénolique dans un agrégat réfractaire comprenant 35S en poids d'une mullite synthétique (produite par Naigai Taika Co), 60% en poids d'alumine frittée et 5 en poids d'une argile, et on a mélangé pour obtenir une composition.On a ajouté, à la composition ci-dessus préparée, 3 Ó en poids de fibres d'acier d'un diamètre de 0,09 mm et d'une longueur de 6 mm obtenues par coupe par vibration et 2 ó en poids de fibres d'aluminium obtenues par coupe par vibration ayant un diamètre de 0,03 min et une longueur de 3 mm, le rapport pondéral étant un rapport pondéral apparent à l'agrégat réfractaire, et ensuite on a moulé et on a durci à 2000C pendant 24 heures pour obtenir un matériau réfractaire non cuit à utiliser pour une partie inférieure d'ajutage d'un ajutage coulissant.

Pour l'exemple de comparaison 4-1, de la même manière qu'à l'exemple 4 ci-dessus, à l'exception que l'on n'a ajouté ni fibres d'aluminium ni d'acier, on a fabriqué un autre matériau réfractaire non cuit à utiliser pour cette partie d'ajutage inférieure de l'ajutage coulissant.

Les propriétés de ces matériaux réfractaires obtenus dans cet exemple 4 et à l'exemple de comparaison sont montrées au-tableau 3 qui suit. En comparant le matériau réfractaire de l'exemple 4 à celui de l'exemple de comparaison 1 par les résultats du tableau 3, on peut confirmer que le temps jusqu'à la présence d'une fissure est plus long dans le premier que dans le dernier et que le développement de la fissure est plue lent dans le premier que dans le dernier.

TABLEAU 3

<tb> <SEP> Exemple <SEP> 4 <SEP> Exemple <SEP> de
<tb> <SEP> comparaison <SEP> <SEP> 4-1e <SEP>
<tb> Densité <SEP> apparente <SEP> 3,23 <SEP> 3,28
<tb> Poids <SEP> volumétrique <SEP> 2,96 <SEP> 3,00
<tb> Porosité <SEP> apparente <SEP> (t,) <SEP> 8,4 <SEP> 8,5
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> compression
<tb> <SEP> (MPa) <SEP> 130 <SEP> 136
<tb> Essai <SEP> d'effritement <SEP> * <SEP>
<tb> (temps <SEP> jusqu'à <SEP> la <SEP> présence
<tb> <SEP> d'une <SEP> fissure) <SEP> 2 <SEP> mn. <SEP> 30 <SEP> s. <SEP> 1 <SEP> mn. <SEP> 30 <SEP> s.
<tb>

* L'orifice de coulée de la partie inférieure d'ajutage
de l'ajutage coulissant a rapidement été chauffé avec
une flamme de 15000C et ainsi l'essai a été effectué.

EXEMPLE 5
On a ajouté 5% en poids d'une résine phénolique et 1% en poids d'une poudre d'aluminium ayant un diamètre du grain de 0,2 mm ou moins, dans un agrégat réfractaire comprenant 15 en poids d'un verre de quartz, 60, ó en poids d'une alumine électrofondue, 20% en poids de graphite écaillé et 5% en poids d'un mélange de poudres de Si et de SiC; et 5% en poids (par rapport à l'agrégat réfractaire) de fibres d'acier inoxydable obtenues par la coupe par vibration ayant un diamètre de 0,1 mm et une longueur de 6 mm et 3, Ó en poids de fibres d'aluminium obtenues par la coupe par vibration ayant un diamètre de 0,1 mm et une longueur de 3 mm ont de plus été ajoutées, puis on a moulé et on a durci à 200 C pendant 24 heures pour obtenir un ajutage long non cuit pour une poche de coulée.

Pour l'exemple de comparaison 5-1, de la même façon qu'à l'exemple 5 ci-dessus, à l'exception que l'on n'a pas ajouté de fibres d'aluminium, on a obtenu un autre matériau réfractaire non cuit-. Et pour l'exemple de comparaison 5-2, de la même façon qu'à l'exemple 5 ci-dessus, à l'exception que l'on n'a pas ajouté les fibres d'acier inoxydable mais que l'on a ajouté 5% de fibres d'aluminium simplement, on a obtenu un autre matériau réfractaire non cuit.

Les propriétés des matériaux réfractaires non cuits obtenus ci-dessus à l'exemple 5, à l'exemple de comparaison 5-1 et à l'exemple de comparaison 5-2 sont montrées au tableau 4 qui suit. Comme cela est clair par les résultats donnés au tableau 4, on a pu confirmer que le matériau réfractaire de l'exemple 5 était exempt de la présence de fissures et avait une bonne résistance à l'effritement.

Dans un essai pratique utilisant une poche de 300t, on a pu confirmer que le long ajutage de l'exemple 5 durait pendant six charges sans fissure. Ce résultat est totalement comparable à un long ajutage d'un matériau cuit actuellement utilisé Jans ce domaine.

TABLEAU 4

<SEP> Exemple <SEP> Exemple <SEP> de <SEP> Exemple <SEP> de
<tb> <SEP> 5 <SEP> comparai- <SEP> comparaison
<tb> son <SEP> 5-1 <SEP> 5-2
<tb> <SEP> Densité <SEP> apparente <SEP> 2,63 <SEP> 2,66 <SEP> 2,61
<tb> <SEP> Poids <SEP> volumétrique <SEP> 2,42 <SEP> 2,46 <SEP> 2,39
<tb> <SEP> Porosité <SEP> apparente
<tb> <SEP> (%) <SEP> 8,2 <SEP> 7,6 <SEP> 8,1
<tb> <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> <SEP> compression <SEP> (MPa) <SEP> 51 <SEP> 61,8 <SEP> 44
<tb> <SEP> Essai <SEP> d'effritement <SEP> * <SEP> Pas <SEP> de <SEP> 30 <SEP> mn. <SEP> 30 <SEP> s. <SEP> 25 <SEP> mn.05 <SEP> s.
<tb>

<SEP> (temps <SEP> jusqu'à <SEP> la <SEP> fissure
<tb> présence <SEP> d'une <SEP> fissure) <SEP> 60 <SEP> mn
<tb> <SEP> 2 <SEP> fois
<tb>
* Une partie cylindrique de 200 mm de long a été découpée
du long ajutage, et son orifice de coulée a été rapide
ment chauffé avec une flamme à 1500 C.

EXEMPLE 6
On a ajouté 5% en poids d'une résine phénolique à un agrégat réfractaire contenant 80% en poids d'alumine frittée, 10 en poids de mullite synthétique et 5% en poids de carbone et on a mélangé pour obtenir une composition. On a ajouté 2,5% en poids de fibres d'acier inoxydable obtenues par la coupe par vibration,d'un diamètre de 0,06 mm et d'une longueur de 3 mm et 4 Ó en poids de fibres d'aluminium d'un diamètre de 0,03 mm et d'une longueur de 1,5 mm, dans la composition ainsi obtenue, le rapport pondéral étant par rapport à la quantité de l'agrégat réfractaire puis on a mélangé, moulé et durci à 2000C pendant 24 heures, pour obtenir une brique non cuite de plaque d'ajutage coulissant.

Pour l'exemple de comparaison 6-1, de la même façon qu'à l'exemple 6 ci-dessus, à l'exception que l'on a utilisé 5% en poids de fibres d'acier inoxydable du même diamètre et de la même longueur que celles de l'exemple 6 et 7% en poids de fibres d'aluminium, la teneur totale en fibres de métal étant supérieure à 10 en poids, on a obtenu une autre plaque non cuite. Pendant le malaxage de la composition cependant, des granules agrégés se sont formés.

A l'exemple de comparaison 6-2 suivant, de la même façon qu'à l'exemple 6 ci-dessus, à l'exception que l'on n'a pas ajouté de fibres d'acier inoxydable, une autre plaque non cuite a été obtenue.

Comme autre exemple de comparaison 6-3, de la même façon qu'à l'exemple 6 ci-dessus, à l'exception que l'on a ajouté 0,5 en poids de fibres d'acier inoxydable et 0,3, en poids de fibres d'aluminium, la teneur totale en fibres de métal étant inférieure à 1% en poids , on a obtenu une autre plaque non cuite.

Les propriétés de ces plaques non cuites obtenues ci-dessus à l'exemple 6 et aux exemples de comparaison 6-1 à 6-3 sont montrées au tableau 5 qui suit ainsi que les résultats d'essai pratique de chaque échantillon.

TABLEAU 5

Exemple <SEP> Exemple <SEP> de <SEP> Exemple <SEP> de <SEP> Exemple <SEP> de
<tb> 6 <SEP> comparaison <SEP> comparaison <SEP> comparaison
<tb> 6-1 <SEP> 6-2 <SEP> 6-3
<tb> Densité <SEP> apparente <SEP> 3,57 <SEP> 3,51 <SEP> 3,68 <SEP> 3,45
<tb> Poids <SEP> volumétrique <SEP> 3,15 <SEP> 3,07 <SEP> 3,23 <SEP> 2,98
<tb> Porosité <SEP> apparente <SEP> (%) <SEP> 11,8 <SEP> 12,5 <SEP> 12,2 <SEP> 13,6
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> compression
<tb> (MPa) <SEP> 132 <SEP> 117 <SEP> 127 <SEP> 108
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion
<tb> (MPa) <SEP> 63,8 <SEP> 54 <SEP> 39,2 <SEP> 19,6
<tb> Résultat <SEP> d'essai <SEP> utilisé <SEP> utilisé <SEP> utilisé <SEP> utilisé
<tb> pratique <SEP> comme <SEP> SN <SEP> comme <SEP> SN <SEP> comme <SEP> SN <SEP> comme <SEP> SN
<tb> d'une <SEP> poche <SEP> d'une <SEP> poche <SEP> d'une <SEP> poche <SEP> d'une <SEP> poche
<tb> de <SEP> 300t <SEP> de <SEP> 300t <SEP> de <SEP> 300t <SEP> de <SEP> 300 <SEP> t
<tb> dans <SEP> un <SEP> dans <SEP> un <SEP> dans <SEP> un <SEP> dans <SEP> un
<tb> convertis- <SEP> convertis- <SEP> convertis- <SEP> convertisseur,
<tb> seur, <SEP> n=20 <SEP> seur, <SEP> n=6 <SEP> seur, <SEP> n=5 <SEP> n=5
<tb> 5,5 <SEP> chauf- <SEP> 3,2 <SEP> chauf- <SEP> 3,0 <SEP> chauffes <SEP> 3,0 <SEP> chauffes
<tb> fes <SEP> fes <SEP> extrême <SEP> dé- <SEP> extrême <SEP> dégradation
<tb> extrême <SEP> veloppement <SEP> de <SEP> la <SEP> surface <SEP> de
<tb> durable <SEP> sous
<tb> adhérence <SEP> du <SEP> de <SEP> fissures <SEP> glissement.
<tb>

trouble
<tb> métal
<tb> SN : ajutage coulissant
EXEMPLE 7
On a ajouté 25% en poids d'une résine phénolique à un agrégat réfractaire comprenant 75% en poids d'une magnésie d'eau de mer de haute pureté, 20% en poids d'un spinelle fritté et 5% en poids de carbone, et on a mélangé pour obtenir une composition.On a ajouté 4 Ó en poids de fibres d'acier inoxydable obtenues par la coupe par vibration ayant un diamètre de 0,06 mm et une longueur de 6 mm et 3% en poids de fibres d'alliage Al-Mg (Mg environ 50 Ó en poids ) ayant un diamètre de 0,09 mm et une longueur de 3 mm, le rapport pondéral étant un rapport pondéral apparent par rapport à la quantité de l'agrégat réfractaire, dans la composition obtenue et ensuite on a mélangé, moulé et durci pour obtenir une plaque de base non cuite.

A l'exemple de comparaison 7-1, de la même façon qu'à l'exemple 7 ci-dessus, à l'exception que l'on n'a pas ajouté de fibres d'acier inoxydable, on a obtenu une autre plaque non cuite.

Les propriétés de ces plaques obtenues à l'exemple 7 et à l'exemple de comparaison 7-1 sont données au tableau 6 qui suit.

TABLEAU 6

<tb> <SEP> Exemple <SEP> 7 <SEP> Exemple <SEP> de
<tb> <SEP> comparaison <SEP> 7-1
<tb> <SEP> Densité <SEP> apparente <SEP> 3,21 <SEP> 3,15
<tb> Poids <SEP> volumétrique <SEP> 3,04 <SEP> 2,99
<tb> <SEP> Porosité <SEP> apparente <SEP> (%) <SEP> 5,3 <SEP> 4,9
<tb> <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> <SEP> compression <SEP> (MPa) <SEP> 142 <SEP> 150
<tb> <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> <SEP> flexion <SEP> (MPa) <SEP> 44 <SEP> 27
<tb> <SEP> Résultat <SEP> d'essai <SEP> Utilisé <SEP> comme <SEP> Utilisé <SEP> comme
<tb> <SEP> SN <SEP> d'une <SEP> poche <SEP> SN <SEP> d'une <SEP> poche
<tb> pratique
<tb> <SEP> de <SEP> 200 <SEP> t <SEP> dans <SEP> de <SEP> 200 <SEP> t <SEP> dans
<tb> <SEP> un <SEP> convertisseur. <SEP> un <SEP> convertis
<SEP> Acier <SEP> contenant <SEP> seur.
<tb>

<SEP> S, <SEP> à <SEP> coupe <SEP> Acier <SEP> contenant
<tb> <SEP> facile, <SEP> n=5 <SEP> S, <SEP> à <SEP> coupe
<tb> <SEP> (C, <SEP> 0,1; <SEP> S, <SEP> 0,25) <SEP> facile, <SEP> n=3
<tb> <SEP> 3,5 <SEP> chauffes <SEP> (C, <SEP> 0,1; <SEP> S, <SEP> 0,29 <SEP>
<tb> <SEP> Durable <SEP> sans <SEP> 2,3 <SEP> chauffes
<tb> <SEP> fissure <SEP> ayant <SEP> Développement
<tb> <SEP> pénétré <SEP> de-fissures <SEP>
<tb>
SN : ajutage coulissant.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Réfractaires contenant du carbone additionnés de fibres métalliques obtenues par coupe par vibration, caractérisés en ce qu'ils contiennent 2-15, ó en poids de fibres de métal d'une longueur de 2-10 mm et d'un diamètre de 0,03-0,2 mm, lesdites fibres de métal étant obtenues par coupe par vibration.

2.- Réfractaires selon la revendication 1, caractérisés en ce que les fibres de métal comprennent deux sortes ou plus de fibres de métal, chacune ayant un point de fusion différent.

3.- Réfractaires selon la revendication 1, caractérisés en ce que la teneur en carbone dans ledit réfractaire est comprise entre 2 et 50s0 en poids.

4.- Réfractaires selon la revendication 3, caractérisés en ce que la teneur en carbone est de 10 é en poids ou plus et 80S en poids ou plus dudit carbone et du graphite écailleux.

5.- Réfractaires selon la revendication 1, caractérisés en ce que 0-10w ó en poids d'une poudre de métal ayant un point de fusion de 10000C ou moins sont de plus incorporés, en plus desdites fibres de métal.

6.- Réfractaires selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisés en ce qu'un agrégat réfractaire et des composants de poudre autres que les fibres de métal, des poudres de métal et du carbone comprennent des matières premières de A1203, SiO2 , Zr02

MgO et/ou CaO, deux sortes ou plus de cristaux et des matières premières inévitables en phase vitreuse et/ou une ou plusieurs sortes de carbures et/ou nitrures qui sont utilisés dans un domaine de céramique

7.- Réfractaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un liant organique est utilisé dans sa fabrication.

8.- Réfractaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce que le matériau est traité à une température de traitement thermique de 1300 C ou moins.