Brevet FR2542247A1 — publié le 19840914

L'invention concerne l'industrie des réfractaires et a notamment pour objet un procédé de moulage de produits céramiques. Elle peut entre appliquée à la fabrication de réfractaires pour la sidérurgie et de certaines céramiques. On connatt un procédé de moulage de cylindres céramiques en titanate de baryum par coulée centrifuge d'une barbotine (brevet des Etats-Unis nO 2 962 790, cl. 264-57, 1960), réalisé dans un dispositif monté sur la poupée d'un tour à axe de rotation horizontal. Ce procédé connu limite les possibilités de fabrication de produits à partir de barbotines qui, lors de la rotation, forment des parois à perméabilité à l'eau insignifiantes, ce qui conduit à ltobtention de produits à densité variable suivant leur épaisseur, ou qui rend même impossible le moulage des produits. La densité variable des parois du produit peut abaisser ses propriétés d'utilisation. La nécessité d'évacuer l'eau à travers les parois du produit et le moule en plâtre augmente en outre la durée du moulage des produits. La solution technique la plus proche de celle faisant ltobjet de l'invention est un procédé de moulage de produits céramiques en verre de quartz ("La céramique de quartz" par A.G. Romashin, Ju.Z. Pivinsky, Moscou, Metallurgia, 1974, pp. 34 à 44) par coulée d'une barbotine dans un moule de plâtre vertical ou horizontal, fixe ou vibrant. Les produits fabriqués par ce procédé connu ont une paroi de densité variable suivant leur hauteur et leur épaisseur, ce qui abaisse fortement leur qualité. La longue durée du moulage des produits diminue le rendement de ce procédé. On s'est donc proposé de créer un procédé de moulage de produits céramiques, dans lequel le dépit accêlére des particules de barbotine sur les parois du moule permet- trait d'obtenir un produit dont les parois auraient une densité suffisamment uniforme suivant leur hauteur et leur épaisseur. Ce but est atteint du fait que le procédé de moulage de produits céramiques en verre de quartz-par coulée d'une barbotine dans un moule horizontal est caractérisé, d'après l'invention, en ce qu'on utilise une berbotine de masse volumique de 1,75.103 à 1,83.103 kg/m3, à composition granulométrique de 0,001 à 0,1 nim, qui est versée dans le moule horizontal tournant à une vitesse de 2 à 2,5 m/s. Après arrêt du moule,le liquide restant s'en déverse. Il est avantageux de réaliser le moule horizontal en matériau imperméable à l'eau. Comparativement au moule perméable à 11 eau, qui a une durée d'emploi limitée, ce qui élève le coût de la fabrication, le moule imper méable à l'eau peut avoir une durée d'emploi pratiquement. illimitée. Le procédé faisant l'objet de l'invention permet d'élever la qualité des produits en quartz de forme, d'abaisser le coût de leur fabrication par coulée d'une barbotine, et rend possible sa mecanisation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un exemple de réalisation concret et non limitatif. Des morceaux de quartz fondu sont broyés par voie humide dans un broyeur à boulets, jusqu'à obtention de grains de 0,001 à 0,1 mm. Le rapport eaulsolide est choisi de valeur telle que la barbotine obtenue ait ure nasse volumique de 1,75.103 à 1,83.103 kg/m3. La barbotine est versée dans un moule tournant à une vitesse de 2 à à 2,5 m/s, pour obtenir un produit tubulaire d'une longueur de 1 500 mm, à diamètre extérieur de 200 mm et à diamètre intérieur de 130 mm. Les propriétés et la durée du moulage de produits à différents paramètres sont données dans le tableau 1 ci-dessous, Tableau I Propriétés des produits et; durée de moulage N d'ordre Vitesse de Masse volumique de Composition rotation du la barbotine, granulomé moule kg/m3 trique de la m / s barbotine, mm 1 2 3 4 1 2 1,80. 103 0,001-0,1 2 2,25 3 2,5 4 2,25 1,75.103 5 1,80.103 0,001-0,1 6 1,83.103 7 2,25 1,80.103 0,001-0;1 8 0,001-0,3 9 0,001-0,5 10 2,25 1,80.10@ 0,001-0,1 11 2,25 1,80.103 0,001-0,1 12 0 1,80.103 0,001-0,1 Tableau 1 (suite) N : Différence de : Durée de moulage d'ordre densité bas milieu haut 1 5 6 7 8 1 : 1,75 : 1,76 : 1,74 : 30 min 2 : 1,73 : 1,74 : 1,75 : 15 min 3 : 1,76 : 1,76 : 1,75 : 8 min 4 : 1,73 : 1,72 1,71 5 : 1,73 : 1,74 : 1,75 : 15 min 6 : 1,77 : 1,76 : 1,76 7 : 1,73 : 1,74 : 1,75 8 : se rompt : : 15 min 9 : se rompt : 10 : 1,73 : 1,74 : 1,75 : 14 min, moule : : : : en plâtre Il : 1,73 : 1,73 : 1,74 : : 155 min, moule : : : : imperméable à : : : : l'eau 12 : 1,68 : 1,62 : 1,75 : 18 h Une diminution de la vitesse de rotation du moule horizontal au-dessous de 2 m/s provoque un abaissement de la résistance mécanique du produit avant le séchage et avant la cuisson.Une augmentation de la vitesse de rotation du moule horizontal au-dessus de 2,5 m/s fait apparaître une force centrifuge élevée, ce qui provoque la ségrégation de la barbotine et l'augmentation de la différence de densité du produit suivant son épaisseur Les grains d'une grosseur plus grande que 0,1 mm constituent au cours du moulage des centres d'affaiblis sement, ce qui abaisse la résistance mécanique du produit avant le séchage. Une barbotine de masse volumique supérieure à 1,83.103 kg/m3 ne permet pas d'obtenir des produits résistants , par suite de l'impossibilité de séparer la phase dispersée du milieu de dispersion. L'abaissement de la masse volumique de la barbotine au-dessous de 1,75.103 kg/m3 provoque Un abaissement du taux de liant dans les produits avant le séchage, par suite de son entrat- nement par l'eau. Tableau 2 Propriétés comparatives des produits N Procédé de Densité Durée de d'ordre fabrication apparente moulage, h bas milieu haut 1 2 3 4 5 6 1 Barbotine de masse volumique de @ 3 1,8.103 kg/m , composition granulométrique 1 2 3 4 5 6 de 0,001 à 0,1 mm, vitesse de rotation 2 m/s (par le procédé conforme à l'invention) 1,75 1,76 1,74 0,5 2 Barbotine de masse volumique de 1,78.103 kg/m3, composition granulométrique de 0,001 à 0,1 mm, coulée dans un moule fixe en plâ- tre (par le pro cédé connu le plus proche de l'in vention) 1,68 1,62 1,75 18,2 Le tableau 2 montre que la différence de densité et la durée de moulage pour le procédé conforme à,l'invention sont bien plus petites que pour les produits coulés dans des moules en plâtre par le procédé connu. La fabrication des produits par le procédé faisant l'objet de l'invention peut s'effectuer aussi bien dans un moule perméable à l'eau que dans un moule imperméable à l'eau. Le procédé conforme à l'invention permet d'élever la qualité des produits en quartz de forme, d'abaisser le cott de leur fabrication par coulée d'une barbotine, et rend possible sa mécanisation. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de moulage de produits céramiques en verre de quartz par coulée d'une barbotine dans un moule. horizontal, caractérisé en ce que l'on utilise une barbotine de masse volumique de 1,75.103 à 1,83.103 kg/m3, à composition granulométrique de 0,001 à 0,1 mm, qui est versée dans le moule horizontal tournant à une vitesse de 2 à 2,5 m/s. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule horizontal est réalisé imperméable à l'eau. 3. Produits céramiques caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé faisant l'objet de l'invention.