Brevet FR2218305A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un élément moulé cuit ré fractaire -à base de silicate de magnésium, notamment pour four de fusion de verre. On sait que les éléments moulés cuits réfractaires en si- licate de magnésium sont faits de préférence à partir d'olivine et renferment essentiellement de la forstérite (2MgO.SiO2) sous forme de phase minérale. En raison de leur comportement neutre vis-à-vis des oxydes de fer et des bains ayant une certaine teneur en oxydes de fer, les briques de cette espèce ont la préférence dans la construction des chambres de récupération des fours Siemens-hIartin, on les emploie également dans une mesure croissante dans les grilles des chambres des fours de fusion de verre, du fait qu'à la différence des briques constituées surtout de periclate, elles résistent à la corrosion par le trioxyde de soufre (SO3) et les sulfates. Gomme l'olivine naturelle manque d'oxyde de magnésium (MgO) pour constituer de la forstérite intégrale, on lui ajoute la quantité de MgO voulue pour qu'au cours du processus de cuisson il y ait formation intégrale'de forstérite et pour décomposer les composants à base de fayalite (2FeOOSiO2) abaisseurs du point de fusion par formation de ferrite de magnésium. En raison de leur fragilité,- due à leur origine naturelle, les briques de forstérite pure ont une mauvaise résistance aux changements de température0 I1 existe aussi des briques de forstérite qui renferment un excès de PIgO ainsi que des additions de spinelle de chrome (minerai de chrome) et d'aluminez Cet excès de MgO ainsi que ces additions mentionnées améliorent bien certaines propriétés des briques, mais elles amoindrissent d'un autre coté leur résistance voulue à la scorification par les oxydes de fer ainsi que par les gaz d'échappement renfermant des oxydes alcalins et du trioxyde de soufre (su3). On a bien essayé de produire de la spinelle (MgOoA1203) par addition d'alumine et de MgO dans la brique de forstérite ors de la cuisson. Plais la spinelle ainsi engendrée se présente sous une forme qui rend la brique plus compacte et plus fragile. I1 en résulte que la résistance aux changements de température s'amoindrit fortement. L'alumine (Al203) ajoutée au mélange pour former de la spinelle abaisse en outre la qualité réfractaire. La sensibilité accrue aux changements de température compromet le maintien de la texture de la brique et aboutit ainsi à une susceptibilité accrue à la corrosion. La présente invention a pour objet d'éliminer les défauts énumérés ci-dessus, savoir la mauvaise résistance aux changements de température, l'abaissement de la qualité réfractaire et la mauvaise résistance à la corrosion des briques réfractaires cuites à base d'olivine. A cette fin, suivant l'invention, ltélément moulé est amené à renfermer de 5 à 20 ffi en poids, de préférence de 10 à 15 en poids de spinelle (MgO.Al203) préfabriquée, d'une granulo-métrie de O à 4 mm, de préférence de O à 2 mm,- On élève ainsi la résistance aux changements de température,/en raison du manque de phase fine dans le matériau d'addition il ne se produit pas d'accroissement de la fragilité de la texture de la brique. L'introduction de spinelle d'une granulométrie allant jusqu'à 4 mm produit plutoAt un allègement de la texture de la -brique, sans que sa résistance soit mise en danger. La spinelle résiste à 1 t attaque de S03 et des sulfates, elle reste en outre de vduiae constant en atmosphère variable du four. Tout cela conduit à une-meilleure résistance à la corrosion. Dans la spinelle d'addition Al2O3 est déjà combiné à MgO et ne peut plus conduire à des réactions locales avec la forstérite donnant des composés à bas point de fusion, de sorte qu'il ne peut y avoir amoindrissement de la qualité réfractaire. L'invention sera mieux comprise à l'examen de 11 exemple suivant où le mélange 1 comporte une incorporation usuelle de forstérite et le mélange 2 est fait suivant les données de 1 'invention. Tableau Mélange 1 Mélange 2 % en poids % en poids Matières premières Olivine 1-6 49 0-1 41 35 Magnésite frittée 0-0,2 10 10 Spinelle de fusion 0-2 10 Propriétés physiques Poids spécifique (en gZcm)) 3,32 3,35 Densité brute (en g/cm3) 2,65 2,75 Porosité totale (% en volume) 20,2 18,2 Résistance à la pression 2 à froid (en kgp/cm) 640 630 Résistance au feu sous la pression (ta en C) 1740 1740 Ré si stance aux chan gements de température (1) a) moyenne des déterminations 5 25 b)résistance résiduelle à la flexion après 25 refroidissements Cen kgp/cm - 20 brusques (1) échauffement d'éprouvettes (50 x 50 x 120 mm) à 9500c et refroidissement brusque consécutif par l'air comprimé. Ce tableau fait ressortir la supériorité évidente de la brique suivant l'invention par rapport à la brique usuelle du commerce en ce qui concerne la résistance aux changements de température, sans compromission de la qualité réfractaire et de la résistance mécanique. R E V E N D I C A T I ON Elément moulé cuit réfractaire à base de silicate de magnésium, notamment pour four de fusion de verre, caractérisé en ce qu'il renferme de 5 à 20 % en poids,de préférence de 10 à 15 %' en poids de spinelle (MgO.Al203) préfabriquée, d'une granulométrie de O à 4 mm, de préférence de O à 2 mm.