Brevet FR2512807A1 — publié le 19830318

" Matériau de protection et d'étanchéité résistant à la chaleur notamment pour recipients contenant du métal fondu" L'invention concerne un matériau de protection et d'étanchéité résistant à la chaleur, convenant à la protection d'éléments de construction contre l'effet de la chaleur et les éclaboussures de métal liquide, de meme qu'à l'étanchéification des busettes de coulée des récipients métallurgiques remplis de métal liquide. Des matériaux calorifuges de ce genre sont nécessaires dans les branches industrielles dans lesquels il se produit, dans les opérations de production, des étincelles de métal incandescent ou des éclaboussures de métal liquide mettant en danger le fonctionnement des installations et le personnel de service. On trouve des conditions de ce genre dans les ateliers de soudage, les aciéries, les fonderies, dans les ateliers de construction de fours industriels et les exploitations analogues, et aussi, surtout, dans la métallurgie et l'industrie de transformation des métaux. Il convient de citer ici une application spéciale, dans les aciéries exploitant des installations de coulée continue avec des paniers de coulée sans quenouille, dans lesquelles on utilise des matériaux de ce genre, entre autres pour obturer les busettes de coulée. Jusqu'à maintenant, on a utilisé, pour les applications mentionnées ci-dessus, des matériaux de protection et d'étanchéité à base d'amiante ou de substances minérales contenant de l'amiante, ainsi que de substances céramiques ou réfractaires, sous différentes formes. Le choix de l'amiante a été déterminé principalement par sa température de fusion, d'environ 15500C, qui se trouve au-delà de la température de solidification de nombreux métaux ou alliages métalliques produits à l'échelle industrielle. La fabrication et l'utilisation des matériaux de ce genre sont grevées d'une série d'inconvénients. Fréquemment, les spécifications portant sur les matériaux d'étanchéité et d'isolation ne sont pas suffisamment adaptées à leurs propriétés physiques, ce qui se traduit par une augmentation des dépenses en matériel et en investissement, tant lors de la fabrication que de leur utilisation. Par ailleurs, il est nécessaire, pour fabriquer ou transformer des substances à point de fusion élevé, comme par exemple certains matériaux réfractaires, de faire appel à une dépense relativement élevée d'énergie spécifique, avec cependant la possibilité, dans le cas des matériaux à faible point de fusion, de diminuer cette dépense. Si l'amiante est exposée à des températures plus élevées, ce matériau subit un effet de fragilisation. I1 peut alors, lors de la manipulation de joints ou isolations ainsi fragilisés, se créer des poussières contenant de l'amiante et fribrogènes, qui ont un effet dangereux sur la santé du personnel de manoeuvre. Un autre inconvénient réside en ce que les joints d'étanchéité ou isolation, sous l'effet de gaz ou de liquides en écoulement, peuvent s'effilocher, en perdant ainsi leur effet isolant, en totalité ou en partie. Si des fibres d'amiante de ce genre arrivent dans des conduites de gaz ou de liquide, il peut en résulter des perturbations du déroulement des procédés et une panne des installations techniques. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients des matériaux connus de protection et d'étanchéité, et de créer un matériau sans amiante avec lequel on puisse augmenter la sécurité du travail et qui puisse etre fabriqué d'une manière économique. L'invention se propose en particulier de créer pour un matériau de protection et d'étanchéité une combinaison de matériaux présentant un effet d'étanchéité amélioré et, par rapport à l'amiante, une inertie thermique plus élevée. L'invention concerne à cet effet un matériau de protection et d'étanchéité caractérisé en ce qu'il se compose de plus de 50 % de substances organiques et, jusqu'à 50 %, de matières plastiques difficilement inflammables, polymères, éliminant du gaz sous l'effet de la chaleur, les composants du matériau se présentant sous la forme de fibres, de fils et/ou de matériaux non-fibrogènes, transformés, individuellement ou en mélange, en un composite textile ayant la forme d'un cordon, d'une corde, d'un câble, d'un tuyau flexible, d'un ruban, ou d'une surface plane. Les constituants inorganiques sont ici formés de fils de silionne, de minéraux, de céramique ou de quartz, seuls ou en mélange. Le constituant organique se compose de chlorure de polyvinyle, de chlorure de polyvinylidène, de polyacrylonitrile modifié, de bromure de polyvinyle, de polytétrafluoréthylène ou de matières plastiques analogues, individuellement ou en mélange. Un constituant présente, à température élevée, un comportement de ramollissement à la fusion. Un autre constituant élimine un gaz aux températures se trouvant dans l'intervalle de ramollissement du premier constituant et forme simultanément une charpente de solidification, qui stabilise le début de la fusion complète du premier constituant, par exemple par cokéfaction. Le gaz éliminé gonfle la fusion commençante comme une mousse, tandis que la charpente en cours de solidification empêche l'écoulement du constituant en cours de fusion. De la combinaison de ces constituants ressort un effet amélioré d'étanchéité et d'isolation. Le matériau de protection et d'étanchéité selon l'invention peut être porté, par les procédés classiques de traitement des textiles, à l'état de confection exigé. C'est ainsi que ce matériau d'étanchéité peut être formé en des cordons, des cordes, des cabales, des tuyaux flexibles, des rubans ou même des surfaces planes. L'invention sera mieux comprise en regard des exemples ci-après. Exemple 1 On a mis au point une combinaison de matériaux formée de deux constituants fibreux, le constituant principal se composant de fis de silionne et le constituant secondaire de fils polyacryliques modifiés. Cette combinaison de matériaux a été utilisée pour réaliser un tube flexible de 5 mm de diamètre extérieur. On a inséré dans ce tuyau flexible un faisceau de fils de la même combinaison de matériaux, ce faisceau traversant le flexible sur toute sa longueur. On a déterminé que le point de ramollissement de ce matériau était de 10500C. Le cordon ainsi obtenu a été replié plusieurs fois pour donner un faisceau, puis il a été enveloppé en l'une de ses extrémités d'un ruban auto-adhésif. C'est avec un "tampon" ainsi formé que l'on a obturé les busettes de coulée, sans quenouille, des distributeurs de coulée continue, avant chargement de l'acier liquide à couler. Quand a été atteinte dans le distributeur la hauteur de remplissage prescrite pour l'acier, ce qui s'est produit environ 5 minutes après le début du remplissage, on a enlevé le tampon d'obturation, et commencé l'opération de coulée. Le matériau utilisé, sans amiante, s'est modifié de la manière prévue sous l'effet de la température de l'acier liquide, température qui dépassait de plus de 450 K sa température de ramollissement. On a pu prouver, grâce à un choix représentatif d'opérations du type décrit ci-dessus, la fiabilité de l'utilisation de la combinaison de matériaux selon l'invention ne remplacement de l'amiante. Exemple 2 Pour assurer l'isolation de flexibles en caoutchouc contre les éclaboussures d'acier liquide et contre la chaleur rayonnée à l'intérieur de la chambre de pulvérisation des installations de coulée continue, on a entouré ces flexibles d'un matériau tissé en ruban, à partir d'une combinaison de matériaux comprenant, en tant que constituant principal, des fibres de verre et, en tant que constituant secondaire, des fibres de PVC. Ce matériau isolant a présenté un important pouvoir absorbant vis-à-vis de l'eau qui se rencontre dans la chambre de pulvérisation des installations de coulée continue. I1 en est résulté, de ce fait, et en raison du principe déjà décrit à propos de l'effet des températures élevées sur le matériau isolant, une protection suffisante des flexibles en caoutchouc grâce au matériau d'étanchéité selon l'invention. R E V E N D I C A T I 0 ' S 10) Matériau de protection et d'étanchéité résistant à la chaleur, convenant à la protection d'éléments de construction contre l'effet de la chaleur et les éclaboussures de métal liquide, de marne qu'à l'étanchéité des busettes de coulée des récipients métallurgi- ques remplis de métal liquide, matériau caractérisé en ce qu'il se compose pour plus de 50 % de substances minérales et jusqu'à 50 % de matière plastique polymère, difficilement inflammable, éliminant un gaz sous l'effet de la chaleur, les constituants se présentant sous la forme de fibres, fils et/ou matériaux non fibrogènes, qui sont traités, individuellement cu en mélange, pour donner des composites textiles ayant la forme d'un cordon, d'une corde, d'un cable, d'un tuyau flexible, d'un ruban, ou d'une surface plane. 20) Matériau de protection et d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en cequ'en tant que constituants minéraux sont utilisées, individuellement ou en mélange, la silionne, des fibres minérales, des fibres céramiques ou des fibres de quartz. 30) Matériau de protection et d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en tant que constituants organiques sont utilisés, en mélange ou individuellement, des fils ou fibres en chlorure de polyvinyle, chlorure de polyvinylidène, acrylonitrile modifié, bromure de polyvinyle, polytétrafluoréthylène ou matières plastiques analogues.