Brevet FR2519287A1 — publié le 19830708

La présente invention concerne la fabrica- tion de tubes réfractaires, notamment de tubes destinés à entourer un courant d'acier fondu s'écoulant d'une poche dans un répartiteur de coulée continue, au cours d'une opération de coulée continue. Un procédé de fabrication d'un tube réfractaire selon l'invention comporte l'introduction d'une barbotine aqueuse d'une charge réfractaire et d'un liant dans une cavité de forme générale annulaire, par une extrémité de cette cavité, l'extraction d'eau de la barbotine qui se trouve dans la cavité avec un mandrin formant la sur- face interne de celle-ci, de manière qu'un produit tubu- laire humide soit formé dans la cavité, la séparation du mandrin et du produit tubulaire, et le chauffage de ce dernier afin qu'il sèche et que le liant durcisse. Les tubes réfractaires ayant des propriétés avantageuses peuvent être réalisés facilement à l'aide de ce procédé En particulier, les combinaisons avanta- geuses de propriétés réfractaires et autres, telles qu'une bonne résistance mécanique, une résistance au choc ther- mique et une bonne isolation thermique, peuvent être ob- tenues. Selon ce procédé, la surface externe de la cavité de forme générale annulaire peut être formée par un organe tubulaire qui peut être en une seule pièce ou constitué d'un certain nombre d'éléments séparables, fai- sant partie de l'appareil utilisé Dans ce cas, après formation du produit tubulaire humide dans la cavité, le mandrin et l'organe tubulaire sont séparés de ce pro- duit humide L'organe tubulaire peut être perméable à l'eau et celle-ci peut alors être extraite de la barbo- tine présente dans la cavité à travers cet organe, en plus de son extraction par le mandrin. Il est très avantageux que le tube réfrac- taire comporte une armature métallique Celle-ci peut être obtenue par réalisation initiale du tube réfractaire puis par disposition d'une armature métallique autour de lui, par exemple par montage du tube réfractaire dans un manchon métallique Cependant, selon l'invention, il est préférable que le tube réfractaire soit formé au con- tact de l'armature métallique Ainsi, il est préférable de disposer un ou plusieurs organes métalliques d'armature, de préférence un manchon, dans la cavité de forme générale annulaire ou, avantageusement, à la périphérie de la cavité. Le manchon d'armature est de préférence con- tinu, mais il peut être perforé et, dans ce dernier cas, les perforations peuvent être réalisées afin qu'elles permettent la circulation vers l'extérieur de l'eau d'essorage De toute manière, des perforations formées dans le-manchon peuvent faciliter la fixation du manchon au tube réfractaire Comme indiqué précédemment, le man- chon est de préférence placé à la périphérie de la cavité de forme générale annulaire, et il peut être adjacent à un'organe tubulaire externe faisant partie de l'appareil utilisé Cependant, si le manchon peut supporter les pres- sions utilisées pour l'introduction de la barbotine dans la cavité et son essorage, un organe externe n'est pas nécessaire Lorsque les pressions ne peuvent pas être supportées par le manchon d'armature voulu dans le produit, ce manchon est entouré par un dispositif de support, par exemple un organe tubulaire, afin qu'il ne subisse pas une déformation excessive, cet organe pouvant être formé de plusieurs parties séparables, par exemple de moitiés. La barbotine utilisée au cour du procédé con-' tient, comme indiqué précédemment, une charge réfractaire et un liant La charge peut être par exemple de la magné- sie calcinée, notamment de la magnésie calcinée à mort, de la silice ou de la bauxite calcinée ou un mélange de deux ou plusieurs charges réfractaires Le liant peut être organique et/ou minéral Des exemplesde liants orga- niques qui conviennent sont l'amidon et des résines, par exemple des résines urée-formaldéhyde et phénol-formaldé- hyde, alors que les silicates, par exemple le silicate de sodium 1 sont des exemples de liants minéraux qui con- viennent. La barbotine peut contenir des ingrédients supplémentaires qui ont des fonctions particulières, par exemple des adjuvants de frittage destinés à accroître la résistance mécanique du tube à des températures éle- vées, des adjuvants de mise en suspension, des adjuvants de réglage du p H, et des fibres Par exemple, des fibres organiques peuvent être utilisées afin qu'elles facilitent la mise en suspension des autres matières solides de la barbotine, alors que des fibres minérales peuvent être utilisées par exemple afin qu'elles accroissent la résis- tance mécanique du tube à des températures élevées. La teneur en matières solides de la barbotine peut être comprise entre 50 et 75 % en poids et elle est par exemple de l'ordre de 60 % en poids. La barbotine peut être transmise dans la cavité de forme générale annulaire à partir d'un réservoir qui comporte un dispositif d'agitation de la barbotine Une pompe, par exemple une pompe centrifuge capable de créer des pressions par exemple pouvant atteindre 6 bars, peut être utilisée pour le transport sous pression de la bar- botine dans la cavité Dans une variante, des pompes ca- pables de créer des pressions plus élevées, bien supé- rieures à 7 bars, peuvent être utilisées Au lieu d'être pompée dans la cavité, la barbotine peut être transmise par un réservoir sous pression à l'aide d'une pression appliquée à la partie supérieure de la barbobine qui se trouve dans le réservoir De toute manière, une pression inférieure à la pression atmosphérique, par exemple pou- vant avoir une valeur aussi faible que 110 torrs, peut être appliquée au mandrin afin que l'introduction de la barbotine dans la cavité et l'essorage par l'inter- médiaire du mandrin soient provoqués ou facilités. Comme indiqué précédemment, la barbotine est introduite dans la cavité par une extrémité de celle-ci, par exemple par un ou plusieurs orifices d'entrée formés à une première extrémité de la cavité Lorsque la barbo- tine est introduite dans la cavité par pompage, lorsque la cavité a été remplie, une pression peut être exercée par de l'air afin que l'essorage soit facilité. Lorsque la barbotine subit un essorage vers l'ex- térieur ainsi que vers l'intérieur par l'intermédiaire du mandrin, l'essorage vers l'extérieur peut être facilité par application d'une dépression à la surface externe d'essorage. Après essoragede la barbotine,le man- drin, comme indiqué précédemment, est séparé du produit tubulaire, par exemple par une force appliquant un choc puis par application d'une force qui dépasse les forces de frottement A cet effet, il est très avantageux que le mandrin présente une légère dépouille. Lorsque la suspension est essorée vers l'extérieur ainsi que vers l'intérieur, le produit tubulaire est aussi séparé de la surface d'essorage vers l'extérieur, faisant partie de l'appareil, par exem- ple par séparation des parties de cette surface lorsque celle-ci est délimitée par plusieurs parties, après la fin de l'essorage. Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour la fabrication de tubes ayant diverses configurations. La section du tube n'est pas obligatoirement circulaire et il n'est pas non plus nécessaire qu'elle soit la même sur toute la longueur du tube ni que la configuration interne soit obligatoirement la même que la configuration externe Une extrémité du tube peut avoir un profil spécial afin qu'elle puisse s'adapter à un élément avec lequel le tube doit être utilisé. D'autres caractéristiques et avantages res- sortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe longitudinale d'un exemple d'appareil des- tiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'appareil comporte un mandrin 1 de forme générale cylindrique disposé dans un manchon d'acier 2 de forme générale cylindrique afin qu'une cavité 3 de forme générale annulaire soit délimitée entre le mandrin et le manchon Le mandrin 1 a une surface perforée qui permet -l'essorage d'une barbotine aqueuse d'une charge réfractaire et d'un liant, placés dans la cavité 3, par l'intermédiaire du mandrin. Un collier 4 de support est disposé à chaque extrémité du manchon 2 et un capuchon 5 est monté sur une première extrémité de ce manchon les orifices 6 d'en- trée permettant l'introduction d'une barbotine dans la cavité 3, sont formés dans le capuchon 4 Des orifices 6 d'entrée sont reliés à des tuyauteries individuelles 7 et 7 ' d'alimentation en barbotine qui sont elles-mêmes reliées à une tuyauterie principale 8 d'alimentation en barbotine qui comporte des soupapes 9 et 14, Une chambre 10 collectrice d'effluent, munie d'une tuyauterie 11 de sortie, est placée à l'autre extrémité du manchon 2. La tuyauterie 8 d'alimentation en barbotine est raccordée à un réservoir 12 de barbotine qui peut être mis sous pression, à un emplacement, le long de la tuyauterie, qui est compris entre la soupape 9 et la tuyau- terie d'alimentation individuelle 7 Le réservoir 12 com- porte une soupape 13. Lors de l'utilisation de l'appareil, la bar- botine est transmise, par exemple par pompage, dans la cavité 3 et elle est essorée par l'intermédiaire du mandrin 1, les soupapes 13 et 14 étant fermées Lorsque la cavité a été initialement remplie de barbotine, la soupape 9 peut être fermée et, le cas échéant, une quanti- té supplémentaire de barbotine peut être transmise par le réservoir 12 sous pression lorsque la soupape 13 est ouverte et la soupape 14 fermée L'excès de barbotine pèut être renvoyé dans un réservoir de stockage (non re- présenté) par application d'une pression par l'intermé- diaire du réservoir 12, à l'aide d'air, la soupape 9 étant fermée et la soupape 14 ouverte Après fermeture de la soupape 14, la pression appliquée par l'air peut être maintenue afin qu'elle facilite l'essorage, et/ou celui-ci peut être facilité par application d'une dé- pression dans le mandrin 1. Lorsque l'essorage est terminé, le mandrin 1 est séparé du produit tubulaire humide formé dans la cavité 3 et ce produit est retiré avec le man- chon 2 qui constitue une armature externe pour le produit tubulaire Celui-ci est alors chauffé afin qu'il soit séché et que le liant durcisse. Lorsque la suspension doit être introduite dans la cavité à une pression supérieure à celle que le manchon 2 peut lui-même supporter, l'appareil comporte en outre un organe tubulaire de support qui entoure le manchon 2 et qui est représenté par les traits mixtes Dans ce cas, l'appareil ne comporte pas de colliers distincts 4 de support, ceux-ci étant remplacés par les extrémités de l'organe tubulaire de support De même, le capuchon 5 et la chambre 10 peuvent être solidaires de l'organe de support qui peut ête formé lui-même de plusieurs parties. Bien qu'on ait représenté sur le dessin un manchon 2 ayant une surface lisse, celui-ci peut comporter des saillies internes facilitant son accrochage à la par- tie réfractaire contenant le liant du produit tubulaire. Un exemple de composition des matières solides de la barbotine, utile pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est le suivant Ingrédient % en poids Magnésie calcinée à mort 86,1 Silice 5 Phénol- formaldéhyde 3,9 Laitier de haut fourneau 2,8 Acide borique 1,8 Fibres de verre 0,36 Adjuvant de mise en suspension 0,04 Les tubes réalisés par mise en oeuvre du pro- cédé selon l'invention entrent dans le cadre de celle-ci. 2-519287 REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un tube réfractaire contenant une matière constituant une charge réfractaire et un liant, caractérisé en ce qu'il comprend l'introduc- tion d'une barbotine aqueuse d'une charge réfractaire et d'un liant dans une cavité de forme générale annulaire par une extrémité de cette cavité, l'extraction d'eau de la barbotine présente dans la cavité à l'aide d'unmandrin formant la surface interne de cette cavité afin qu'un produit tubulaire humide soit formé dans la cavité, la séparation du mandrin et du produit tubulaire, et le chauffage du produit tubulaire afin qu'il sèche et que le liant durcisse. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface externe de la cavité de forme géné- rale annulaire est formée par un organe tubulaire. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en e que l'organe tubulaire est formé de plusieurs parties séparables. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend la disposi- tion d'un organe d'armature dans la cavité de forme générale annulaire avant l'introduction de la barbotine dans la cavité. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe d'armature est disposé à la périphérie de la cavité de forme générale annulaire. 6 Procédé selon l'une des revendications 4 et , caractérisé en ce que l'organe d'armature est sous forme d'un manchon. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 4 à 6, caractérisé en ce que'l'organe d'armature est entouré par un dispositif de support. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que la teneur en matières solides de la barbotine est comprise entre 50 et 75 % en poids. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que l'introduction de la barbotine dans la cavité de forme générale annulaire est effectuée à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'ap- plication d'une pression inférieure à la pression at- mosphérique dans le mandrin.