Brevet FR2027042A1 — publié le 19700925

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux suspensions de matériaux réfractaires, et elle concerne, plus particulièrement, la stebil1gation de telles suspensions contre la gélification. L'invention présente un intérêt particulier dans le cas des suspensions de matériaux réfractaires qu'on utilise, dans des buts très variés, en métallurgie et elle sera donc décrite plus spécialement à propos d'un tel mode d'utilisation. Cependant, il est évident que l'invention peut s'appliquer à de nombreux autres domaines. Lorsqu'une suspension de matériau réfractaire est laissée au repos pendant un certain temps, elle manifeste fréquemment une tendance à la gélification ou à la séparation des matières solides et du liquide de suspension, les matières solides s'agglomèrent dans le fond du récipient, alors qu'une couche de milieu liquide surnage sur le dessus. Si on laisse la suspension dans cet état pendant une longue durée, il peut être très difficile d'inverser ce processus et de rendre, de nouveau, cette suspension homogène. Dans des suspensions de matériaux réfractaires que l'on utilise en fonderie et en sidérurgie, par exemple pour former des enrobages légers de moules et de noyaux, des revêtements de tombeaux de lingotières, des enduits de lingotières et des enduits de protection contre un endommagement de l'appareil par les éclaboussures de métal en fusion, il arrive fréquemment que le composant réfractaire de la suspension n'est pas chimiquement pur mais est composé d'un ou de deux constituants principaux, par exemple la silice, des aluminosilicates, l'alumine, etc..., et de petites quantités d'autres matières, qui sont le plus souvent des oxydes, silicates, carbonates et autres minéraux naturels réfractaires. Parmi les matériaux réfractaires impurs les plus représentatifs, on mentionnera le sable, la bauxite ou la dolomie calcinée, la sillimanite et la chromite.On pense que la présence de ces impuretés occasionnelles dans les suspension d'un matériau réfractaire provoque la géli- fication et l'agglomération. En particulier on pense que la cause principale de la gélification des suspensions peut Etre attribuée à la présence d'ions polyvalents tels que Ca++ et Selon la présente invention, une suspension d'un matériau réfractaire dans un milieu liquide aqueux, comprenant un hydrosol d'oxyde colloTdal, contient une faible quantité O'hexamétaphosphate de sodium. La quantité utilisée est de préférence comprise entre 0,1 et 1,0 ffi en poids et, mieux encore, est d'environ 0,25 % en poids.La Demanderesse a trouvé que l'incorporation de cette matière confère à une suspension pouvant se gélifier et/ou s'agglomérer une beaucoup plus grande immunité à 11 encontre de ces inconvénients et, par voie de conséquence, une durée de conservation grandement prolongée. Un avantage supplémentaire et surprenant des suspensions selon l'invention est que les revêtements réfractaires formés avec ces suspensions possèdent fréquemment une dureté beaucoup plus grande que celle des revêtements analogues formé de suspensions ne contenant pas d'hexamétaphosphate de sodium. L'exemple suivant, dans lequel les parties et les pourcentages sont en poids, décrit le revêtement du tréteau d'une lingotière. EXEMPLE On utilise un revêtement pour tréteau de lingotière ayant la composition suivante Farine de chromite (granulométrie inférieure 45 % à 53 mucrons) Sol de silice colloïdale (solution à 30 %) 30 % Eau 24,75 , Gomme adragante 0,25 . On fabrique deux échantillons d'un tel revêtement et on ajoute au premier échantillon de l'hexamétaphosphate de sodium à raison de 0,25 partie par 100 parties du reyêtement. Pour faciliter l'étude comparative, ce revêtement sera appelé B alors que l'autre revêtement qui ne contient pas cet additif sera appelé . Comme premier essai, on enduit des plaques d'acier avec une épaisseur de 2 mm de ces suspensions et on sèche, ou on sèche et cuit. On détermine ensuite la dureté Brinell de ces revêtements et on obtient les résultats suivants Dureté Séché à 20onc Cuit à 10000C RevAtement A 11,4 .48 Revêtement B 19,4 90 Quand on laisse les revtenents à température ambiante, le revêtement A se gélifie en 24 heures, alors que le revêtement n'est pas gélifié au bout de cinq semaines. Pour déterminer l'efficacité de la suspension, on installe des tubes verticaux contenant la suspension et on laisse ces tubes au repos à une température constante de 230C pendant 25 semaines, après quoi on note le pourcentage de la colonne de liquide limpide surnageant. Les résultats sont les suivants Revêtement A 61 % de liquide surnageant Revetement B 18 % de liquide surnageant. Au bout de 25 semaines, on mesure également l'agglomération dure des matériaux déposés dans les fonds des tubes Revêtement A 7 % d'agglomération dure Revêtement B 5 % de sédiment mou. Bien que l'on ne comprenne pas entièrement la raison pour laquelle l'incorporation de lthexamétaphosphate de sodium influe sur les résultats mentionnés, et bien que la Demanderesse ne désire pas lier l'invention à une théorie quelconque concernant son mode d'action, on pense que les considérations suivantes peuvent être des facteurs pertinents L'hexamétaphosphate de sodium est un agent de dispersion et une incorporation de 0,25 % de cet ingrédient provoque une baisse de la viscosité ce qui favorise la possibilité d'une augmentation de dureté de caractère rigoureusement mécanique, gracie à une Jonction plus intime entre le liant et les charges. De plus, l'hexamétaphosphate de sodium s'ionise en solution et la dispersion pourrait être associée à l'absorption d'ions sur la surface de la charge. Lorsque cette accumulation de charges ioniques devient suffisamment importante, il en résulte un effet électrostatique qui contribue au maintien en suspension. REVENDICATIONS 1.- Suspension d'un matériau réfractaire dans un milieu liquide aqueux, comprenant un hydrosol d'oxyde colloïdal, caractérisée en ce qu'elle contient également une faible proportion d'hexamétaphosphate de sodium. 2.- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite faible proportion est de 0,1 à 1,0 % en poids. 3.- Suspension selon a revendication 1, caractérisée en ce que ladite faible proportion est d'environ 0,25 % en poids. 4.- Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau réfractaire est choisi dans la classe constituée par le sable, la bauxite calcinée, la dolomie calcinée, la sillimanite et la chromite. 5.- Enrobage léger de moule de fonderie et de noyau, caractérisé en ce qu'il est réalisé avec une suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6.- Revêtement dé tréteau de lingotière, caractérisé en ce qu'il est réalisé avec une suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.