Brevet FR2362691A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne les poudres de couverture isolantes ou exothermiques destinées à ralentir le refroidissement de la partie supérieure d'un bain de métal en fusion se trouvant dans un réservoir tel qu'une poche de coulée, une panière, une lingotière, etc. Ces poudres sont en général constituées par des poudres isolantes telles que l'alumine, la vermiculite expansée, la perlite expansée, -le coke broyé, etc. Lorsqu1on cherche en outre un effet exothermique, il est usuel d'y ajouter des corps oxydables et des oxydants, tels que de l'aluminium, du magnésium, de l'oxyde de fer, de l'oxyde de magnésium, du nitrate, etc.avec des fondants tels que des fluorures, sous forme de poudre. Pour réduire encore la densité de ces poudres avant ou au cours de l'utilisation, il est usuel d'y ajouter des charges légères qui se consumment et/ou foisonnent sous l'action des fortes tempé- ratures mises en oeuvre lors de ltemploi des poudres pour compenser l'abaissement des caractéristiques d'isolation du à ltélesvation des températures et/ou à la disparition de la réaction exothermique. Les charges légères connues qui agissent par combustion etl ou foisonnement actuellement utilisées sont la vermiculite crue, le graphite expansable et la sciure de bois. Malgré l'adjonction de ces charges, il existe toujours, en raison des fortes températures mises en oeuvre, un risque de formation d'une croûte consistante à forte conductibilité thermique. En outre, les charges destinées à se consummer ou à foisonner ont une densité en vrac relativement importante et elles ne réduisent pas ou tendent plutôt à accroître la densité moyenne des poudres jusqu'à ce qu'elles aient atteint la température de combustion et de foisonnement. Si en outre il y a tendance à formation d'une croûte consistante, ces-charges donnent seulement naissance à des cavités internes. L'invention est basée sur une analyse poussee du but à atteindre et sur l'idée que pour réduire la densité apparente des poudres il est pre6rable, plutôt que d' ajouter des pourcentages importants de charges inertes de faible densité apparente, de créer entre les -grains de la poudre des ecartements ou vides qui réduisent le nombre de grains par unité de volume et donc abaissent la densité apparente. -La solution idéale est -donc que les grains de la poudre ne soient pas en contact les uns avec les autres mais soient maintenus écartés les uns des autres par des intercalaires de faible densité n'occupant matériellement qu'une partie aussi faible que possible du vide intergranulaire.Avec cette solution, la masse de poudre présente une plus faible densité et cette réduction de densité est due à un accroissement du volume de l'espace intergranulaire. En outre lors de la disparition de ces intercalaires, les grains qui s'expansent par dilatation et foisonnement ne peuvent se souder que par des points en nombre limité et sur des surfaces beaucoup plus réduites et la croûte, si elle se forme, présente une porosité extrêmement élevée. Enfin la matière formant les intercalaires ne doit pas modifier- la fluidité de la poudre. Ce résultat est obtenu conformément à l'invention par le fait que l'on ajoute aux poudres de couverture des fibres de nature cellulosique présentant un haut degré d'individualisation. Par "haut degré.d'individualisation, on entend que les fibres sont autant que possible à l'état de fibres séparées ou à l'état de fibres réunies par groupes de quelques unités sous forme d'une pelote de fibres entremêlées de très faible diamètre. Dans la pratique ces dernières fibres sont dites "granulées" et elles se mélangent parfaitement avec les poudres et ont une densité très faible. On conçoit que lors du mélange les fibres à l'état libre vont former entre les grains un très fin réseau de fibres plus ou moins entremêlées lequel maintient les grains écartés les uns des autres. En fait les grains se trouvent noyés dans une masse de fibres très peu dense. Dans le cas de fibres granulées, les granules de fibres vont se comporter comme des grains de très faible densité réservant un volume d'air occlus relativement important. Ces fibres peuvent avoir une origine quelconque sous réserve qu'elles présentent un haut degré d'individualisation. C'est ainsi que l'on peut utiliser de préférence des fibres de bois défibré mécaniquement à la vapeur en utilisant un défibreur à disques et en séparant dans un cyclone les fibres de la vapeur, ces fibres ayant un diamètre de quelques microns, une longueur de 2 à 6 mm et une densité en vrac de 60 à 80 kg/m3 où des fibres de pulpe de pommes de terre, la pulpe étant séchée et finement divisée dans des fours rotatifs à haute température. Ces fibres peuvent être granulées en les traitant selon un procédé connu, dans un granulateur. Les fibres granulées présentent en outre l'avantage d'avoir, dans le granule, une forme résultant d'une déformation mécanique de sorte que pendant la combustion ou dans la période précédent la combustion, les fibres ayant tendance à reprendre leur forme d'origine, le granule de fibres s'expanse mécaniquement, ce qui lui cor fère, dans la présente utilisation, à la fois les avantages des charges minérales s'expansant et ceux des charges qui se détruisent par combustion. Ces fibres peuvent etre traitées par imprégnation avec des produits hydrofuges ou ignifuges pour réduire le taux de reprise d'humidité pendant le stockage et retarder leur combustion. Le pourcentage d'adjonction des fibres à la poudre de couverture peut varier selon le résultat recherché, ce pourcentage étant, en poids, toujours relativement faible en raison de la faible densité de ces poudres. Toutefois,en dessous de l%,l'effet obtenu n' est pas notable et,au-dessus de 20%, le caractère propre de la poudre risque d'être masqué. Le pourcentage est donc de 1 à 20% et de préférence 5 à 10%. A titre d'exemple une poudre de couverture exothermique peut avoir la formulation suivante Sciure de bois 0 à 10% en poids Coke broyé 0 à 10% Perlite 0 à 10% " Alumine 30 à 60% Aluminium en poudre 10 à 30 n Oxyde de fer 1 à 15% Fluorure de magnésium 0 à 5% Nitrate de soude 1 à 10% Fibres de pulpe de pommes de terre ou de bois défibré 1 à 15% Un exemple typique de formulation est le suivant Sciure de bois 4% en poids Coke broyé 5% Perlite 7% Alumine 51% Aluminium en poudre 13% Oxyde de fer 8% Fluorure de magnésium 1% Nitrate de soude 5% Fibres de pulpe de pommes de terre ou de bois- défibré 6% REVENDICATIONS 1.- Un mélange de poudres destiné à être utilisé en sidérur- gie comme couverture isolante ou exothermique pour ralentir le refroidissement de la partie supérieure d'un bain de métal en fusion se trouvant dans un réservoir Caractérisé en ce qu'il contient 1 à 20% en poids, et de préférence 5 à 10% en poids,de fibres de nature cellulosique présentant un haut degré d'individualisation 2.- Un melange de poudres selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont des fibres de bois défibré mécaniquement à la vapeur en utilisant un défibreur à disques et en séparant dans un cyclone les fibres de la vapeur. 3.- Un mélange de poudres selon la revendication 2 caractérisé en ce que les fibres sont au préalable granulées dans un granulateur. 4. - Un mélange de poudres selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont des fibres de pulpe de pommes de terre obtenues en séchant et divisant finement la pulpe dans des fours rotatifs à haute température. 5.- Un mélange de poudres selon l'une quelconque des revendication 2 à 4 caractérisé en ce que les fibres sont traitées par imprégnation avec des produits hydrofuges ou ignifuges.