Brevet FR2192080A1 — publié le 19740208

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une matière cristallisée à partir d'un mélange de composition, en poids, de 45 à 65 % de Si02, 15 à 45 % de CaO, 5 à 30 % de A1203, et jusqu'à 10 % de MgO, procédé du type selon lequel on fait fondre par chaleur ledit mélange ; on le refroidit jusqu'à une température de départ comprise entre la température ambiante et environ 7500 C ; on procède ensuite à une remontée en température dudit mélange depuis la température de départ jusqu'à une température de pointe inférieure à 1 2500 C et on refroidit le mélange. On connaît un procédé de ce type qui est essentiellement basé sur le fait qu'on ajoute au mélange en fusion des agents de nucléation devant servir de germes pour la cristallisation du mélange survenant lors du traitement thermique ulté- rieur. Selon ce procédé connu, on maintient pendant quelques heures le mélange additionné d'un agent de nucléation à une température de l'ordre de 650 à 7500 C afin d'obtenir un degré de noyautage suffisant, puis on réchauffe ledit mélange jusqu'à une température de l'ordre de 800 à 9500 C et on le maintient à cette température pendant une ou plusieurs heures pour obtenir le degré de cristallisation désiré. Ce procédé connu a pour inconvénient de nécessiter l'emploi d'agents de nucléation en quantité relativement importante, ce qui constitue une dépense supplémentaire, ces agents de nucléation étant en général coûteux. L'invention remédie à cet inconvénient et a notamment pour but de proposer un procédé du type susmentionné et ne nécessitant pas l'emploi d'agents de nucléation. Pour un procédé du type susmentionné, ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que la température de pointe est au moins comprise entre 950 et 1 2500 C, et que lors de la remontée en température du mélange, la vitesse de remontée est, dans la zone des températures comprises entre 650 et 9500 C, au moins égale à 200 C par minute. Gracie à ce procédé, on peut obtenir une cristallisation suffisante du mélange sans utiliser d'agents de nucléaticn. De plus, ce procédé ne nécessite pas de palier de température relativement long, de sorte qu'il peut Qtre mis en oeuvre relativement rapidement. On donne ci-dessous, à titre indicatif et non limitatif, des compositions de mélanges qui ont été utilisés pour la fabrication de matière cristallisée et un traitement thermique. composition : I : II : III : IV : V SiO2 : 49,70 % : 52,40 % : 48 % : 48,50 /0 : 47 A1203 : 13,25 % : 11,60 % : 13,15 % : 12,10 % : 14,50 % CaO : 30,50 % : 27,90% 31,90% : 34,50 Y0 32?O % Mgo 3,98 % : 3,75 % : 4,11 % : 3,44 % : 4 % :: Ces mélanges ont été obtenus à partir de laitier de haut four neau avec addition d'une quantité convenable de sable quartzeux et de chaux vive ou sous forme de carbonates. Après fusion à environ 1 5000 c, ces mélanges ont été refroidis jusqu'à la température ambiante ou à une température de l'ordre de 6000 C. Cesmélanges sont alors soumis à un traitement thermique comprenant une montée rapide jusqu'à une tempéra- ture de pointe comprise entre 9500 et 1 250 C, un maintien à cette température de pointe pendant environ 1/4 d'heure, et pouvant aller jusqu'à 1/2 heure, et un refroidissement d'abord lent (750 à 1200 C par heure) jusqu'à 700 C, puis plus rapide en dessous de 7000 C. Le refroidissement peut aussi etre rapide (8000 C par heure) après le maintien à la température ambiante. On a obtenu des matière cristallisées broyables dont les caractéristiques physiques conviennent particulièrement pour l'obtention de granulats à hautes performances pour la construction et la voirie. Afin d'évaluer l'aptitude des matières cristallisées obtenues à servir pourla fabrication de granulats, des essais "DEVAL humide", conformes au mode opératoire spécifié dans le fascicule SP1 1964, L.C.P.C. (Dunod Editeur) et "LOS ANGELES", conformes au mode opératoire spécifié dans le fascicule SP 2 1964, L.C.P.C. (Dunod Editeur), ont été effectués sur des échantillons desdites matières cristallisées obtenues. Les essais Los Angeles ont été effectués sur les matières cristallisées à l'état broyé avec une granulométrie com- prise entre 6,3 et 10 mm. Les résultats de ces essais pour les exemples du tableau prédédent sont les suivants Composition : I : II : III : IV : V Nombre "Los Angeles" : 8 : 8,5 : 9 : 10 : 10 Nombre "Deval humide" : 27 : 25 : 22 : 20 : 19 I1 est à noter que le matériau fabrique est constitué, après cristallisation, d'un mélange de wollastonite et d'anorthite et que la principale raison d'être des ajouts de sable et de chaux est de permettre la formation du mélange précité. En effet, en fonction de l'analyse chimique du laitier de haut fourneau (produit de départ) et en tenant compte que des 4 oxydes principaux (SiO2, Al2O3, CaO, MgO), on constate que : Al2O3 permet le formation d'anorthite : 2 SiO2, Al2O3, CaO ; et MgO permet la formation de parawollastonite SiO2, MgO. -De plus, SiO2 et CaO contribuent aux formations précédentes et la partie restante de ces oxydes, associée aux ajouts soit de SiO2 sous forme de sable, soit de CaO sous forme de chaux, soit des deux, permet la formation de wollastonite SiO2, CaO. Ainsi, grâce à cette détermination, et dans des condi- tions de cristallisation satisfaisantes, le produit obtenu n'est formé que des minéraux cristallisés précités. REVENDICATION Procédé de fabrication d'une matière cristallisée à partir d'un mélange de composition, en poids, de 45 à 65 % de SiO2, 15 à 45 % de CaO, 5 à 30 % de A1203, et jusqu'à 10 % de MgO, procédé du type selon lequel on fait fondre par chaleur ledit mélange ; on le refroidit jusqu'à une température de départ comprise entre la température ambiante et environ 750 C on procède ensuite à une remontée en température dudit mélange depuis la température de départ jusqu'à une température de pointe inférieure à 1 250 C ; et on refroidit le mélange, caractérisé en ce que la température de pointe est au moins de l'ordre de 9500 C, et que lors de la remontée en température du mélange, la vitesse de remontée est, dans la zone de températures comprises entre 650 et 9500 C, au moins égale à 200 C par minute.