Brevet FR2345408A1 — publié le 19771021

La présente invention se rapporte à un procédé pour améliorer la qualité des briques réfractaires et spécialement des briques réfractaires qui sont destinées à être utilisées dans des récipients métallurgiques, tels que des mélangeurs, des cuves de traitement sous vide, des poches-torpilles et, en générai, dans tous les récipients utilisant des réfractaires cuits et ce, principalement aux zones où la scorie vient au contact desdits réfractaires. On sait que dans de tels récipients, les zones qui au cours de leur exploitation sont les plue exposées à l'érosion chimique sont précisément celles qui se trouvent le plus souvent en contact avec la scorie surnageant le bain métallique. Cette érosion est accélérée lorsque, aux sollicitations d'ordre chimique, s'ajoutent des sollicitations tordre mécanique, telles que des impacts de matière (métal, scorie), des frottements dus à des écoulements ou des chocs thermiques. La conséquence de ces différentes sollicitations se concrétise dans une dégradation rapide et importante des réractaires, notamment par érosion et écaillage, ce qui conduit d'une part à des réfections fréquentes et onéreuses et, dtautre part, à une perte de productivité non négligeable, due aux arrêts dans la production. En outre, trè souvent, malgré la réalisation de ces réfections locales, on constate que les réfractaires situés dans les zones moins sollicitées doivent par la torche des choses être remplacés avant pleine utilisation. De nombreuses tentatives ont déjà été effectuées pour remédier, ne fut-ce que partiellement, aux inconvénients indiqués ci-dessus ; il ne semble pas que ces efforts aient donné des résultats que l'on pouvait estimer satisfaisants. Plus spécifiquement dans le cas du traitement sous vide de l'a- cier ou dans celui des mélangeurs, on a déjà, aux fins de protection, essayé de recouvrir, à un moment propice, le réfractaire d'une mince couche d'alumine finement divisée (celle-ci étant particulièrement résistante aux sollicitations chimiques d'un bain de métal), le recouvrement se faisant de préférence par enduisage naturel (collage sur la paroi mouillée de scorie). Toutefois, le supplément de protection ainsi obtenu ne durait pas, l'alumine étant elle-même rapidement éliminée par voie mécanique. La présente invention a pour objet un nouveau procédé grâce auquel on peut conférer aux réfractaires une résistance nettement accrue aux attaques de toutes natures auxquelles ils sont naturellement exposés principalement en provenance de la scorie. Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on introduit dans les réfractaires, après leur cuisson, entre les grains qui les constitubent, un matériau très finement divisé, dit de protection, réagissant davantage que le réfractaire avec les scories agressives et détournant ainsi vers elle-même le pouvolr agressif de la scorie, ce qui permet une protection efficace du réfrac- taire considéré. Il a été constaté que les briques réfractaires qui ont été "imprégnées" avec ce matériau résistent de façon nettement accrue aux sollicitations de la scorie, toutes autres conditions restant par ailleurs égales. Suivant l'invention, ledit matériau, lui-même un réfractaire de haute qualité, par exemple de l'oxyde de chrome, se trouve sous une granulométrie très fine et est introduit dans la brique réfractaire lorsque celle-ci se trouve déjà à ltétat cuit. On évite de cette façon toute influence éventuellement indésirable du matériau d'imprégnation sur la réfractairité de la brique proprement dite et on assure au produit d'addition une réactivité très grande vis-d-vis de la scorie pénétrant dans la brique. Il semble que, lorsque la scorie arrive en contact avec une brique réfractaire ainsi imprégnée (même à l'intérieur de celle-ci) > elle réagit préférentiellement avec le matériau d'imprégnation lul-même, sans provoquer de désagrégation chimique ou physique de la brique. En pratique, cette imprégnation peut s'effectuer par exemple par trempage, par aspiration sous vide, par projection d'un fluide, soit contenant ledit matériau en suspension ou en solution (éventuellement colloldale en tout ou en partie), soit constituée d'une forme liquide de ce matériau (par exemple un sel de celui-ci), ces opérations étant éventuellement suivies d'une opération de séchage ou de déshydrastation (avec ou sans décomposition) qui fait apparartre le matériau souhaité sous la forme finement divisée désirée. Si l'introduction dans la brique se fait en mettant la matière solide finement divisée en suspension dans un liquide, la densité de celui-ci est de préférence très proche de la densité du corps solide. Si l'introduction se fait en utilisant un composé liquide qui, après décomposition à l'intérieur de la brique, donne la matière solide finement divisée souhaitée, on emploiera de préférence un composé ne formant en outre, lors de cette décomposition, que des composés volatils. Suivant llinvention, les différentes combinaisons 1,imprégnant-imprégné" intéressantes, et dont la protection est revendiquée dans la présente, sont Pour un réfractaire constitué de briques à base de magnésie, ou de magnésie et chromiste, le produit imprégnant (dit de protection) sera de préférence du Cr203, A1203, MgO, CaO ou Zr02. Pour un réfractaire constitué de briques contenant de 15 % à 50 % de SiO2.A1203, le produit imprégnant sera de préférence en Zr02 et/ou en Cr203. Pour un réfractaire constitué de briques à haute teneur en alumine ( > 50 ), le produit imprégnant sera dé préférence également en A120) très finement divisé, ou du Cr2O3 ou du Zr02 dans les memes conditions. Pour un réfractaire constitué de briques à base de ZrO2.SiO2, l'imprégnant sera de préférence du Cr2O3, ou de Zr02 ou de la silice. Pour un réfractaire constitué de briques à base de silice, l'imprégnant sera de préférence du Cr203 finement divisé ou du ZrO2 et/ou du SILOS dans les mêmes conditions. REVENDICATIONS 10/ Procédé pour améliorer la qualité des briques réfractaires, destinées spécialement à être utilisées dans des récipients métallurgiques, c a r a c t é r i s é en ce que, après cuisson de ceux-ci, on introduit entre les grains qui les constituent un matériau très finement divisé, réagissant davantage que ledit réfractaire avec les scories métallurgiques. 20/ Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que l'introduction se fait par exemple par trempage, par aspiration sous vide, par projection d'un fluide, soit contenant ledit matériau en suspension ou en solution (éventuellement colloïdale en tout ou en partie), soit constituée d'une forme liquide de ce matériau (par exemple un sel de celui-ci), ces opérations étant éventuellement suivies d'une opération de séchage ou de déshydratation (avec ou sans décomposition), qui fait apparattre le matériau souhaité sous la forme finement divisée désirée. 30/ Procédé suivant llune ou ltautre des revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que le réfractaire est à base de magnésie et/ou de chromiste, et le matériau est du Cr203, de 1'A12O > du MgO, du CaO ou du ZrO2. 40/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que le réfractaire contient de 15 ffi à 50 % d1A1203.SiO2, et le produit imprégnant est ZrO2 et/ou Cor2O3. 50/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r 1 s é en e que le réfractaire est à haute teneur en alumine ( > 50 ,r) et le matériau est de l'A1203 et/ou du Cor203 et/ou du ZrO2- 6o/ Procédé suivant lune ou l'autre des revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que le réfractaire est à base de Zr02.Si02 et le matériau est du ZrO2 et/ou du Cr203 et/ou du SiO2. 70/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica tions 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que le réfractaire est à base de Si02 et le matériau est du Cr2% et/ou du ZrO2 et/ou du 5102.