Brevet FR2190758A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne la fabrication de matières réfractaires telles que briques, pièces finies et mélanges présentant une forte conductibilité calorifique, une haute résistance à des variations de température ainsi qu t une très bonne tenue à des changements d'atmosphère, ces matières étant destinées notamment à être utilisées dans le domaine des fours industriels des industries de l'acier, du verre, du ciment et du coke et a également trait à un procédé pour fabriquer de telles matières réfractaires en utilisant certains sous- produits comme matières premières, suivant les technologies connues dans le domaine des matières réfractaires et/ou du béton. I1 est connu que des matières réfractaires telles que briques, pièces finies et mélanges sont obtenues en utilisant des matières premières telles que magnésie frittée, minerai de chrome, olivine, corindon, sillimanite, mullite, chamotte brute, quartzite et carbure de silicium. Les propriétés des matières premières citées et des matières réfractaires obtenues à partir de ces dernières par des procédés connus dans la technique des matières réfractaires ne permettent chaque fois de conférer qu'une ou deux des propriétés à réunir suivant la présente invention dans un même produit. Une combinaison des matières premières ne permet pas non plus de réunir dans un produit à la fois une haute conductibilité thermique, une bonne résistance aux variations de température et une tenue satisfaisante à des changements d'atmosphère. I1 est connu que des pierres de magnésite du commerce présentent une forte conductibilité thermique mais qu'elles sont, en revanche, très sensibles à des variations de température et qu'une amélioration de la résistance aux variations de température ne peut être obtenue quten ajoutant du minerai de chrome. Cette addition a cependant pour effet de détériorer à la fois la résistance aux changements d'atmosphère et la conductibilité calorifique. I1 est connu que des matières réfractaires du commerce contenant du carbure de silicium présentent une excellente résistance aux variations de température et une bonne conductibilité calorifique. Elles ne sont cependant pas résistantes à des variations d'atmosphère. Le groupe des matières réfractaires riches en argile pré sente une résistance moyenne aux variations de température ainsi qu'une tenue moyenne aux changements d'atmosphère-. Leurs caractéristiques dues aux matières dont elles se composent ne permettent pas d'obtenir une haute conductibilité calorifique. Des matières réfractaires riches en acide silicique ne présentent, outre une excellente résistance aux variations d'atmosphère, qu'une conductibilité calorifique minimale. La résistance aux variations de température est sujette à des modifications et variable en fonction de la température, ce qui limite fortement leur utilité. La présente invention a pour objet de fabriquer économiquement des matières réfractaires telles que briques, pièces finies et mélanges présentant une haute conductibilité calorifique, une résistance élevée aux variations de température ainsi qu'une bonne tenue aux changements d'atmosphère. Elle crée des matières réfractaires telles que briques, pièces finies et mélanges présentant une bonne conductibilité thermique, ainsi qu'une haute résistance aux variations de température et aux changements d'atmosphère, et un procédé permettant de fabriquer de telles matières réfractaires en faisant appel à des technologies connues dans le domaine des matières réfractaires et/ou du béton et dans lesquelles on utilise des scories obtenues en tant que sous-produits ou réalisées intentionnellement. Ce résultat est obtenu suivant la présente invention en utilisant des scories obtenues dans l'industrie sous forme de sous-produits ou fabriquées spécialement et qui présentent la composition chimique suivante 36 à 44 % de EgO 25 à 35 % de SiO2 10 à 22 % de Al203 et, de rréférence, le contenu minéral modal suivant 2 à 9 % de monticellite 45 à 75 h de forstérite 13 à 22% d'aluminate de magnésium 1 à 4 % de ferrite de magnésium il s'est, en outre, avéré que les scories ainsi caractérisées peuvent être mises en oeuvre pour obtenir des matières réfractaires en leur faisant subir une combinaison chimique ou une liaison céramique et/ou hydraulique suivant les technologies connues dans le domaine des matières réfractaires et du béton. il a, par ailleurs, été constaté que les scories ainsi caractérisées peuvent être combinées avec d'autres matières pre mières réfractaires, de préférence de.la magnésite caustique et/ou de la magnésie frittée, de la forstérite, du corindon et/ou d'autres matières argileuses et que, afin d'accroître la résistance des matières réfractaires aux variations d'atmosphère, ces scories peuvent être soumises à une séparation magnétique afin de réduire la teneur en Fe203. En outre, il peut être ajouté aux scories ainsi caractérisées, afin d'accroître encore leur résistance aux variations de température, 2 à 30 % en poids, de préférence 10 à 22 % en poids, de minerai de chrome. De plus, on a constaté que les scories ainsi caractérisées ou les combinaisons précitées avec des matières premières réfractaires et les matières réfractaires ainsi obtenues peuvent avantageusement être soumises à un traitement thermique ou hydrothermique afin d'améliorer leurs propriétés d'utilisation. Une autre possibilité prévue suivant l'invention consiste à couler les scories présentes sous forme fondue de manière à obtenir des pièces moulées réfractaires et de soumettre celles-ci ensuite à un recuit. En raison de leur haute conductibilité thermique et de leur bonne résistance aux variations de température et aux changements d'atmosphère, les briques et pièces finies réalisées suivant la présente invention sont utilisées de-préférence pour la fabrication d'installations de régénération et de récupérateurs. il s'est avéré qu'à partir des scories ainsi caractérisées, de leurs combinaisons éventuelles et des additifs cités précédemment, on peut obtenir des matières susceptibles d'être mises en forme pour la métallurgie ainsi que des mélanges susceptibles d'être pilonnés, coulés et gutinés. L'invention permet d'utiliser les scories du type cité, obtenues en tant que sous-produits ou fabriquées spécialement, comme matière première de haute qualité pour la fabrication de produits réfractaires. Ainsi, la fabrication de matières premières d'origine se trouve supprimée. Bes produits réalisés suivant l'invention peuvent être fabriqués économiquement par les procédés connus dans le domaine des matières réfractaires et du béton de façon à présenter une haute valeur utilitaire. L'invention est expliquée ci-dessous plus en détail à l'aide de deux exemples de réalisation. EXEMPLE 1 Les scories obtenues sous forme de sous-produits ou réalisées spécialement sont réduites en une fraction de grains de 0 à 4 mm, puis soumises à une séparation magnétique, fractionnées et mélangées selon la composition suivante 45 % en poids de scories, granulométrie : I à 4 mm 30 % " " " ", " : 0,1 à 1 mm 25 % 't t de magnésie frittée, " : 0 à 0,1 mm en utilisant des liants du commerce, comme par exemple de la boue ae sulfite ou de la dextrine, de manière à obtenir une ma tière susceptible d'être comprimée, après quoi elles sont mises en forme de briques sous une pression de 1 000 kg/cm et séchées. 1es briques ainsi obtenues peuvent être utilisées tant à l'état non cuit que sous forme cuite à une température de 1 54000. EXEMPLE 2 Les scories obtenues sous forme de sous-produits ou fabriquées spécialement sont réduites de façon à obtenir une fraction de grains de O à 6 mm, puis sont soumises à une séparation magnétique, fractionnées et mélangées selon la composition suivante: 30 % en poids de scories, granulométrie : 3 à 6 mm 40 % " " " " , " : 0 à 3 mm 22 % " " de magnésie frittée, rr : 0 à 0,1 mm 8 % " " de boue de M0S04, densité : 1,13 g/cm3 Le mélange ainsi réalisé est ensuite tassé suivant les techniques du béton et soumis à un traitement thermique ultérieur à 300 C. Après ce traitement, les pièces obtenues présentent les caractéristiques nécessaires à leur utilisation. REVENDICÂTIONS 1 - Procédé de fabrication de matières réfractaires telles que briques, pieces finies et mélange présentant une forte conductibilité calorifique, une résistance élevée aux variations de température et une haute tenue aux changements d'atmosphère, caractérisé en ce que des scories obtenues sous forme de sousproduit s ou réalisées spécialement et présentant la composition chimique suivante 36 à 44 % de MgO 25 à 35 % de SiO2 10 à 22 % de Au203 et, de préférence, un contenu minéral modal de 2 à 9 % de monticellite 45 à 75 % de forstérite 13 à 22 % d'aluminate de magnésium n à 4 % de ferrite de magnésium sont utilisées ou réalisées par les techniques connues dans le domaine des matières réfractaires et/ou du béton par combinaison chimique ou liaison céramique et/ou hydraulique. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les scories sont utilisées en combinaison avec d'autres matières premières réfractaires, de préférence de la magnésie caustique et/ou de la magnésie frittée, de la forstérite, du corindon et/ou d'autres matières argileuses. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour accroître encore la résistance aux variations d'atmosphère des matières réfractaires, les scories sont soumises à une séparation magnétique afin de réduire la proportion de Fe203. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour accroître encore la résistance aux variations de température, on ajoute 2 à 30 % en poids, de préférence 10 à 22 % en poids, de minerai de chrome. 5 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les scories et/ou les matières réfractaires sont soumises de manière appropriée à un traitement ultérieur thermique et/ou hydrothermique. 6 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que les mélanges obtenus sont utilisés en tant que mélanges destinés à être pilonnés, coulés et gutinés. 7 - Procédé suivant l'une des revendications i à 5, caractérisé en ce que les scories sont utilisées en tant que matières constitutives de moules pour la métallurgie, de préférence pour moules de coulée. 8 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les scories présentées sous forme de masse fondue sont utilisées pour obtenir des matières réfractaires coulées. 9 - Matières réfractaires comma par exemple des briques, des pièces finies et des mélanges obtenus par l'un des procédés suivant les revendications 1 à 8, caractérisées en ce qu'elles présentent une forte conductibilité thermique, une résistance élevée aux variations de température et une haute tenue aux changements d'atmosphère