Brevet FR2502631A1 — publié le 19821001

L'invention est relative à des matériaux liants pour réfractaires fragmentés en particules, et plus particulière- ment à des liants thermoplastiques non aqueux. Un matériau liant thermoplastique non aqueux communé- ment utilisé pour les réfractaires est le goudron de houille Les avantages de l'utilisation de goudron de houille à cette fin résident dans son bas prix et dans le fait qu'il est facile de travailler avec un tel matériau. Toutefois, un inconvénient associé à l'utilisation de goudron de houille comme matériau liant pour une substance réfractaire est que, lorsque le réfractaire est ultérieurement chauffé, des fumée se trouvent produites. Il est apparu que de telles fumées sont à la fois toxiques et carcinogènes. Un but essentiel de la présente invention est de mett à la disposition de la technique un matériau liant thermo- plastique, non aqueux, pour substances réfractaires, qui soi exempt de l'inconvénient susmentionné. Un but plus particulier de l'invention est de fournir un matériau liant thermoplastique non aqueux pour substances réfractaires qui soit moins toxique que le goudron de houill Un autre but de l'invention est de fournir un matéria liant thermoplastique non aqueux pour substances réfractaire qui soit moins carcinogène que le goudron de houille. Encore un autre but de l'invention est de fournir un matériau liant thermoplastique non aqueux pour substances réfractaires qui soit de bas prix. Un autre but de l'invention est de fournir un matéria liant thermoplastique non aqueux pour substances réfractaire avec lequel il soit facile de travailler. D'autres buts et avantages de l'invention apparattron au cours de la description suivante, ou bien seront évidents pour tout spécialiste à partir de cette description et au cours de la mise en oeuvre pratique de l'invention. Les buts et avantages de l'invention peuvent être réalisés et atteint grace aux moyens et combinaisons spécifiés et revendiqués ci-après. 250263 1 Pour atteindre les buts de l'invention et conformément à ses objets tels qu'ils sont décrits plus en détail ci-après, l'invention comprend un liant thermoplastique non aqueux pour réfractaires essentiellement constitué par un résidu résineux du pétrole ayant un intervalle de points de ramollissement s'étendant de 38 à 650C et contenant moins de 2 % de substances insolubles dans le benzène. La portée de l'invention s'étend aussi à un réfractaire comprenant une substance réfractaire et un liant thermoplastique non aqueux, ledit liant étant un résidu résineux du pétrole ayant un intervalle de points de ramollissement s'étendant de 38 à 650C et contenant moins de 2 % d'insolubles dans le benzène. Les buts ci-dessus ainsi que d'autres buts, particula- rités et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la suite de la description suivante des modes de réalisation préférés de l'invention. Un matériau liant thermoplastique non aqueux pour subs- tances réfractaires selon l'invention comprend un résidu résineux du pétrole ayant un intervalle de points de ramollis- sement s'étendant de 38 à 65 C et contenant moins de 2 % d'in- solubles dans le benzène. Selon un mode de réalisation préféré, le résidu résineux du pétrole servant de liant possède une teneur en carbone fixe comprise entre 30 et 40 %. Quand cela apparait nécessaire, il est possible d'accroître la teneur en carbone fixe en ajoutant, au mélange contenant la substance réfractaire, un agent d'addi- tion carboné. De préférence, il convient que la proportion d'un tel agent d'addition carboné n'excède pas 3 % du poids du mélange à base de substance* réfractaire. L'expression "résidu résineux du pétrole" telle qu'elle est utilisée cidessus doit s'entendre comme désignant ce qui reste après qu'une matière à traiter, telle que des condensats de gaz naturels, de l'essence lourde du type naphta ou du kérosène, a été soumise à un craquage catalytique ou en présen- ce de vapeur d'eau pour produire de l'éthylène, et après que les fractions de tête relativement légères bouillant au-dessous de 3380C ont été éliminées. Cette substance résineuse est aussi quelquefois dénommée "queues de craqueur pour la produc- tion d'éthylène". En ce qui concerne la structure chimique, cette matière diffère de la poix de goudron de houille par une plus forte alcoylation des cycles aromatiques et par le fait qu'elle ne contient pratiquement pas de substances crésylique et de composés azotés tels que des pyridines et des quinoléine Un réfractaire selon la présente invention comprend une substance réfractaire et un liant, ledit liant étant un résidu résineux du pétrole possédant un intervalle de points de ramollissement qui s'étend de 38 à 650C, et contenant moins de 2 % d'insolubles dans le benzène. Selon un mode de réalisation préféré, le résidu résineux du pétrole servant de liant possède une teneur en carbone fixe comprise entre 30 et 40%. Lorsque cela apparaît nécessaire, la teneur en carbone fixe peut être augmentée en ajoutant, au mélange contenant la substance réfractaire, un agent d'addition carboné. Il convient que, de préférence, la proportion d'agent d'addition carboné ajouté n'excède pas 3 % du poids du mélange contenant la substance réfractaire. La substance réfractaire et le liant peuvent être mélangés à chaud ou à froid. De préférence, la viscosité du liant est ajustée à l'aide d'un agent d'ajustement de la viscosité. De nombreux solvants sont utilisables comme agents d'ajustement de la viscosité. Toutefois, il est préférable qu( l'agent d'ajustement de la viscosité soit un solvant aromati- que. Comme exemples de solvants aromatiques adéquats utilisa- bles comme agents d'ajustement de la viscosité conformément à la présente invention, on peut notamment citer: une huile de pétrole aromatique, des queues de distillation de xylène, des monomères du type styrène, et des queues de distillation de styrène. L'opération de préparation du mélange constitué par le résidu résineux de pétrole servant de liant et l'agent d'ajustement de la viscosité peut être mise en oeuvre soit à chaud, soit à froid. Une viscosité satisfaisante pour le résidu résineux de pétrole utilisé comme liant selon l'invention est, à 60C, compçise entre 0 est de la compétence ordinaire de tout spécialiste. Il existe diverses utilisations des résidus résineux de pétrole servant de liants et des matériaux réfractaires élaborés à l'aide de tels liants selon la présente invention. Ces liants sont spécialement intéressants à utiliser pour former les mélanges servant à revêtir le trou de coulée et les goulot- tes ou caniveaux de coulée d'un haut-fourneau. De plus, ils sont utilisables dans des produits spéciaux tels que des mélanges à damer ou à vibrer pour établir des caniveaux ou jets de coulée équipant des hautsfourneaux. Quand on s'en sert pour fabriquer des briques contenant du carbone telles que celles utilisées pour construire des poches ou récipients servant à l'élaboration de l'acier, il est avantageux qu'ils contiennent en outre une résine phénolique du type novolaque et/ou de l'hexaméthylène-tétramine. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère à uh exemple de réalisation. Il doit être bien entendu, toutefois, que cet exemple de réalisation est donné uniquement à titre d'il- lustration de l'objet de l'invention, dont il ne constitue en aucune manière une limitation. Exemple En partant d'un matériau réfractaire possédant la composition suivante Composition % en poids argile réfractaire calcinée 15 argile crue en billes 27- fraisil ou braise de coke 25 sable 13 autres ingrédients 20 On ajoute 1,5 % en poids d'un agent d'addition carboné, et entre 21 et 24 % en poids d'une solution de résidu résineux du pétrole. On prépare la solution de résidu résineux du pétrole à partir d'un mélange de résidu résineux du pétrole ayant un point de ramollissement de 440C et contenant 33,7 % de carbone fixe et moins de 2 % d'insolubles dans le benzène (les données relatives aux insolubles dans le benzène ont été obtenues en s'adressant au fournisseur du résidu résineux du pétrole) auquel on a ajouté environ de 21,0 à 23,0 % d'une huile aromatique de pétrole pour aboutir à l'obtention d'un matériau ayant une viscosité de 0,450 Pa.s, la solution contenant 26,6 % de carbone fixe et moins de 10 % de distil- lats totaux à 2700C. Un matériau de cette composition fait l'objet d'un essai en vraie grandeur pour constituer un mélange non aqueux formant un tampon obturateur de trou de coulée sur deux hauts-fourneaux, et l'on obtient ainsi des résultats satis- faisants. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisa- tion et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Liant thermoplastique non aqueux pour réfractaires, caractérisé en ce qu'il comprend un résidu résineux du pétrole possédant un intervalle de points de ramollissement s'étendant de 38 à 650C et contenant moins de 2 % de subs- tances insolubles dans le benzène. 2. Liant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en carbone fixe dudit résidu résineux du pétrole est comprise entre 30 et 40 %. 3. Réfractaire comprenant un matériau réfractaire et un liant, lequel réfractaire est caractérisé en ce que le liant est un résidu résineux du pétrole possédant un interval- le de points de ramollissement s'étendant de 38 à 650C et contenant moins de 2 % de substances insolubles dans le benzène. 4. Réfractaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit résidu résineux du pétrole possède une teneur en carbone fixe comprise entre 30 et 40 %. 5. Réfractaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit liant comporte aussi un agent d'ajustement de la viscosité. 6. Réfractaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit agent d'ajustement de la viscosité est un solvant aromatique. 7. Réfractaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit solvant aromatique est choisi parmi le groupe constitué par une huile de pétrole aromatique, des queues de distillation de xylène, du styrène monomère, et des queues de distillation de styrène. 8. Réfractaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit résidu résineux du pétrole et ledit agent d'ajustement de la viscosité constituent ensemble entre 21 et 24 % er poids dudit matériau réfractaire. 9. Réfractaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un agent d'addition carboné, ledit agent d'addition carboné ne représentant pas en poids plus de 3 % dudit matériau réfractaire. 10. Réfractaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend aussi une résine phénolique du type novolaque. 11. Réfractaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend aussi de l'hexaméthylène-tétramine. 12. Tampon d'obturation d'un trou de coulée de haut- fourneau caractérisé en ce qu'il est établi à partir d'un réfractaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 9. 13. Revêtement pour cuve ou canal de coulée caracté- risé en ce qu'il est établi à partir d'un réfractaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 9. 14. Mélangespouvant être damés ou vibrés pour cuves ou canaux de coulée de haut-fourneaux, lesquels mélanges sont caractérisés en ce qu'ils sont établis à partir d'un réfrac- taire selon l'une quelconque des revendications 3 à 9. 15. Briques contenant du carbone,caractérisées en ce qu'elles sont établies à partir d'un réfractaire selon la revendication 10 ou 11.