Brevet FR2072013A1 — publié le 19710924

La présente invention a trait à un trou de coulée et à une quenouille pour récipients métallurgiques et matériau réfractai-re riche en argile et comportant addition de carbone. Les récipients métallurgiques pour métaux fondus liquides, 5 notamment les poches de coulée d'aciéries comportent comme moyens de vidange le plus souvent un trou de coulée dans le fond du récipient et une quenouille disposée au-dessus» En abaissant vers le trou de coulée ou en soulevant à partir de celui-ci la quenouille fixée à une queue on règle le débit de sortie du mé-10 tal fondu liquide. Pour améliorer les caractéristiques d'utilisation de cet ensemble d'obturation, notamment sa résistance aux alternances de température et aux agressions chimiques ainsi que pour contrecarrer le collage éventuel de la quenouille au trou de coulée,, les éléments céramiques moulés de cet ensemble sont 15 souvent fabriqués avec addition du graphite finement divisée La teneur en graphite finement divisé dont une propriété est d'avoir une structure cristalline dirigée, plus précisément en lamelles, entraîne cependant au cours du processus de fabrication lors du mélangeage, du pressage et de la cuisson consécutive des produits 20 réfractaires des difficultés de toutes sortes, qui surviennent tout particulièrement sur des mélanges de base ne renfermant que peu d'argile et travaillés relativement secs„ Sur des pâtes travaillées sèches ou demi-sèches il n'était même pas possible d'incorporer plus de 4 % de graphite„ Cette mauvaise aptitude de la 25 pâte a être travaillée se traduit aussi après pressage et surtout après cuisson par des fissures qui rendent problématique la tenue en service des produits0 II est à présumer que ce mauvais comportement des pâtes graphitées est dû. à l'action spéciale du graphite extrêmement fin, en forme de lamellesj qui brise en la 30 divisant la cohésion interne de la pâte» On a observé en effet qu'à la suite d'un brassage intense de la pâte les parties constitutives solides de pâte façonnée en barbotine sont entourées de graphite et forment des boulettes. L'action liante de l'argile entrant dans la composition de la pâte et 11engrènement des 35 substances solides s'en trouvent diminuées. La présente invention a pour but d'éliminer les défauts se produisant facilement sur les trous de coulée et quenouilles BAD OFUGINAI.1 70 45967 £1 2072013 antérieurement connus et faits en matériau réfractaire riche en argile, additionné de carbone, et en même temps de permettre . l'incorporation de proportions plus élevées de carbone. ; Pour résoudre le problème ainsi posé l'invention propose 5 que les trous de coulée et quenouilles renferment du carbone en grains, par exemple coke, coke de pétrole, débris d'électrodes en graphite, d'une granulométrie de 0,1 à 1,5 mm, ce carbone en grains étant de structure pratiquement sans directions privilégiées. 10 En utilisant le' carbone en grains décrit, on peut fabri quer facilement des pâtes à teneur notablement plus élevée en carbone, pour trous de coulée et quenouilles sans être gêné de façon quelconque par une formation de fissures sur les produits finis. On peut en particulier produire désormais même des pâtes 15 sèches de pressage à teneur accrue en carbone. Les propriétés obtenues sur trous de coulée et quenouilles renfermant du graphite, en particulier la résistance à l'éclatement, sont en général attribuées à la fine composition du produit moulé lié de façon céramique et à sa bonne conductibilité thermi-20 que» On pouvait donc ne pas s'attendre purement et simplement à ce que sur un charbon en grains présent dans un objet moulé céramique et présentant des grains allant jusqu'à plus de 1 mm, la proportion de grains fins c'est-à-dire de moins de 0,1 mm étant pratiquement nulle, on ait encore une bonne résistance aux alter-25 nances de température et aux infiltrations. L'expérience a cependant montré que malgré l'absence de graphite finement divisé dans les objets moulés suivant l'invention, ceux-ci étaient néanmoins dotés d'une bonne tenue en service. La proportion de carbone en grains dans un trou de coulée 30 et une quenouille suivant l'invention peut aller jusqu'à 50 % et être de préférence de 5 à 30 %« Dans le cas où la proportion de carbone en grains est relativement élevée, il est bon, pour obtenir la haute densité voulue des objets moulés, d'adapter la granulométrie du carbone à la distribution granulométrique de la 35 pâte, et de remplacer certaines parties des constituants oxygénés en grains, par exemple de chamotte j Par carbone en grains .L'adaptation de la structure granulométrique appropriée, dans le BAD ORIGINE 70 45967 3 2072013 cas de pluralité de matériaux réfractaires en grains, sa fait alors d'après des règles usuelles dans le domaine de la céramique. En ce- qui concerne l'aptitude des pâtes à être travaillées 5 ainsi que le fini des produits c'est surtout l'incorporation de coke de pétrole qui e'est révélée intéressante. Four obtenir en outre une amélioration des propriétés générales de résistance à l'usure des trous de coulée et quenouilles suivant l'invention, il est avantageux, lors de la fabrication 10 de ces objets moulés d'ajouter au mélange des substances alcalines, par exemple sous forme de feldspath, finement divisé et de poudre de verre. La teneur en alcalis des trous de coulée et tampons doit être inférieure à 4- % et être de préférence comprise entre 1 et 3 %» Une forme préférée d'exécution des trous de cou-15 lée et quenouilles suivant l'invention consiste à mouler ceux-ci par un procédé de pressage à sec à partir d'un matériau réfractaire en grains riche en argile, tel que chamotte, de 5 % environ d'argile réfractaire comme élément de barbotine, du carbone en grains et d'un éventuel liant additionnel, puis à sécher et 20 finalement à cuire en atmosphère réductricea '"1 bad original 70 45967 4 2072013 RKVr.Nl) I CaT I UNS 1. ïrou de coulée et quenouille pour récipients de coulées métallurgiques, constitués par un matériau ri.î'ractaire riche en argile comportant addition de carbone, caractérisés par le fait qu'ils renferment du charbon en grains, tel que coke, coke de 5 pétrole, débris d'électrodes en graphite, d'une granulométrie de 0,1 à 1,5 mm, ce carbone en grains étant d'une structure cristalline pratiquement sans direction privilégiée. 2. Trou de coulée et quenouille selon la revendication 1, caractérisés par le fait que leur teneur en carbone en grains va "10 jusqu'à 50 >■& et est de préférence comprise entre 5 et 30 >. 3. Trou de coulée et quenouille selon la revendication 1 ou 2, caractérisés par le fait que le carbone en grains utilisé est du coke de pétrole» 4. Trou de coulée et quenouille selon l'une des reven-15 dications 1,2 ou 3, caractérisés par le fait que lors de leur fabrication on ajoute des substances alcalines, telles que feldspath finement divisé et poudre de verre, la teneur en alcalis des pièces cuites devant cependant être inférieure à 4 ;» et être de préférence comprise entre 1 et 3 20 5. Trou de coulée et quenouille selon l'une des reven dications 1 à 4, caractérisés par le fait qu'ils sont moulés.par un procédé de pressage à sec à partir d'un matériau en grains réfractaire, riche en argile, tel que chamotte, environ 5 d'argile réfractaire comme élément de barbotine, de carbone en 25 grains et d'un éventuel liant additionnel, puis séchés et finalement cuits en atmosphère réductrice. bad original