Brevet FR2557565A1 — publié le 19850705

BRIQUES OU MASSES REFRACTAIRES BASIQUES CONTENANT DU CELSIAN, LEUR PROCEDE DE FABRICATION ET LEUR UTILISATION. La présente invention concerne des briques ou des masses réfractaires basiques, à base de minerai de chrome, de mélanges de minerai de chrome et d'oxyde de magnésium, en particulier pour les cuves de fusion des métaux non ferreux tels que cuivre, plomb, nickel ou alliages de fer, ainsi que pour les régénérateurs des fours de verrerie, un procédé pour la fabrication des briques cuites ainsi que l'utilisa- tion des briques ou des masses réfractaires basiques. D'après le brevet allemand 536 799 on connaît déjà des masses céramiques à base de celsian, c'est-à-dire BaO.A1203.2Si02, qui possèdent une meilleure résistance aux bases parmi les corps moulés préparés avec celles-ci. Mais ces masses contiennent surtout les constituants nécessaires à la formation de celsian et ne contiennent aucune autre matière réfractaire. L'objet de la présente invention est la fabrication de briques ou de masses réfractaires basiques, qui possèdent une résistance mécanique améliorée et une résistance aux scories et aux infiltrations meilleure vis-à-vis des métaux non ferreux liquides et de leurs scories, ainsi qu'une meilleure résistance à la corrosion vis-à-vis des gaz de fours contenant des produits alcalins et S03, comparativement aux briques basiques à base de minerai de chrome et de mélangesde minerai de chrome et de magnésie cuites ou liées chimiquement, les briques ou les masses conformes à l'in- vention acquérant déjà leurs propriétés avantageuses quand elles sont cuites à basse température ou qu'elles sont mises en oeuvre à de faibles températures d'utilisation. Les briques ou les masses réfractaires basiques conformes à l'invention sont caractérisées par le fait qu'elles contiennent du celsian ou des constituants pouvant former le celsian aux températures de cuisson ou d'utilisa- 2 2557565 tion en unequantité de 1 à 20 % en poids, calculéeen oxyde de baryum. Selon un mode de réalisation préféré, les briques ou les masses conformes à l'invention contiennent le celsian ou les constituants pouvant former le celsian en une quan- tité de 3 à 8 % en poids, calculéeen oxyde de baryum. Selon une autre forme de réalisation, qui concerne les briques cuites, celles-ci ont été cuites à 1100-1500 C. Le procédé conforme à l'invention pour la prépa- ration des briques cuites est caractérisé par le fait qu'au mélange de départ destiné à la fabrication des briques cuites, on ajoute du sulfate de baryum en tant que consti- tuant nécessaire et pouvant former le celsian. La fabrication des briques ou des masses réfrac- taires basiques s'effectue de façon classique en mélangeant les matières de départ qui présentent des grosseurs de grains appropriées. Dans ce casles matières réfractaires minerai de chrome, oxyde de magnésium et magnésite de chrome, sont utilisées avec des grosseurs de grains de O à 6 mm, de préférence de O à 4 mm et mieux de O à 3'mm. Par le terme magnésite de chrome, on désigne ici des matières frittées à partir de mélanges cuits de minerai de chrome et d'oxyde de magnésium, la teneur en MgO de la matière frittée (frittage simultané) ne dépassant pas 30 % en poids. Comme minerai de chrome, on peut utiliser les minerais de chrome connus d'origines diverses, par exemple le minerai de chrome des Philippines. L'oxyde de magnésium est utilisé habituellement sous forme de magnésie frittée. Le celsian contenu dans les briques ou les masses conformes à l'invention est utilisé de préférence sous forme broyée, c'est-à-dire avec une grosseur de grain de O à 0,6 mm. Dans le cas o dans les briques o les masses réfractaires basiques, le celsian n'est pas ajouté sous forme de produit complètement préformé, mais sous forme des constituants pouvant former le celsian aux 3 2557565 températures de cuisson ou d'utilisation des briques ou des masses conformes à l'invention, comme constituant donnant l'oxyde de baryum, le carbonate de baryum ou de préférence le sulfate de baryum peuvent être utilisés sous forme finement broyée, c'est-à-dire sous forme de ce qu'on appelle poudre, ayant une grosseur de grain inférieure à 0,09 mm et de préférence inférieure à 0,04 mm. Comme autresconstituantspour la formation du celsian aux températures de cuisson ou aux températures d'utilisation sont utilisées des matières conte- nant A1203 et/ou SiO2 finement divisés telles que le corindon, l'alumine calcinée, l'argile réfractaire, les silicates d'aluminium (ayant sensiblement la composition A1203.SiO2, par exemple andalusite, kerphalite), le quartz, la silice fondue et l'acide silicique pyrogéné. Ces consti- tuants fournissant A1203/SiO2 sont utilisés également sous forme finement broyée, c'est-à-dire avec une grosseur de grain inférieure à 0,09 mm et de préférence inférieure à 0,04 mm. Les proportions des constituants pouvant former le celsian sont choisies de façon à ce que la formation de la phase celsian, c'est-à-dire BaO. A1203.2SiO2, soit possible. Des quantités légèrement supérieures ou légèrement inférieures de A1203 ou de SiO2 ne sont pas gênantes dans ce cas, car à côté du celsian il se forme en faible quan- tité encore d'autres phases minérales, telles que le spinelle (MgO.A1203), la forstérite (2MgO.SiO2) ou des phases vitreuses. Au cours de la fabrication des briques ou des masses réfractaires basiques, on peut utiliser encore d'autres additifs habituels employés dans le domaine des réfractaires, par exemple sont appropriés des liants orga- niques c'est-à-dire des liants temporaires tels que la liqueur noire ou des liants amenant une combinaison chimique tels que sulfate de magnésium ou polyphosphate de 4 2557565 sodium. Lors de la fabrication des briques ou des masses réfractaires basiques, on ajoute encore de l'eau si néces- saire, la quantité d'eau dépendant du type de produit final à fabriquer.Cette quantité d'eau peut toutefois être déter- minée en se basant sur de simples essais préliminaires. La présente invention est illustrée par les exemples descriptifs et non limitatifs ci-après. Exemple 1 parties en poids de minerai de chrome ayant une teneur en Cr203 de 38 % en poids, dont chacune des moitiés présente une taille de grain respective de 0 à 1 mm et 1 à 3 mm, sont mélangées avec 20 parties en poids de magnésie frittée ayant une taille de grain de 0 à 3 mm, dont également une moitié a une taille de grain de 0 à 1 mm S15 et l'autre moitié a de 1 à 3 mm, dans un mélangeur avec parties en poids de poudre de sulfate de baryum ayant une taille de grain inférieure à 0,09 mm et avec parties en poids de silicate d'aluminium ayant environ % en poids de A1203, 40 % en poids de SiO2 (kerphalite) ayant une taille de grain inférieure à 0,09 mm, et à ce mélange sont encore ajoutées 2,4 parties en poids de liqueur noire et environ 1 partie en poids d'eau. A partir de ce mélange, on moule des briques, ces briques sont cuites dans un four tunnel à 1450 C, après les avoir séchées au préa- lable à 120 C. La densité apparente des briques cuites est de 3,07 g/cm3, leur résistance à la compression à froid est de 120 N/mm2. Ces briques cuites contiennent comme constituant minéral du celsian, ce qui a été prouvé par diffraction des rayons X. Ces briques possèdent une résistance aux infil- trations remarquable vis-à-vis du cuivre et des scories de cuivre. s 2557565 Exemple 2 On utilise 100 parties en poids du minerai de chrome utilisé dans l'exemple 1 avec 8 parties en poids de sulfate de baryum finement broyé et 12 parties en poids de kerphalite finement broyée. Pour le reste, on répète le mode opératoire de l'exemple 1. Les briques cuites préparées à partir du mélange de départ possèdent également une résistance aux infiltra- tions remarquable vis-à-vis du cuivre et de ses scories. 6 2557565 REVENDICATIONS 1. Briques ou masses réfractaires basiques à base de minerai de chrome, de mélanges de minerai de chrome et d'oxyde de magnésium, en particulier pour des cuves de fusion des métaux non ferreux tels que cuivre, plomb, nickel ou des alliages de fer ainsi que pour des régénéra- teurs de fours de verrerie, caractérisées par le fait qu'elles contiennent du celsian ou des constituants pouvant former du celsian aux températures de cuisson ou d'utilisa- tion,en une quantité de 1 à 20 % en poids, calculéeen oxyde de baryum. 2. Briques ou masses selon la revendication 1, caractérisées par le fait qu'elles contiennent du celsian ou des constituants pouvant former du celsian>en une quan- tité de 3 à 8 % en poids, calculéeen oxyde de baryum. 3. Briques selon la revendication 1, caractérisées par le fait qu'elles ont été cuites à 1100-1500 C. 4. Procédé pour la fabrication de briques cuites selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'au mélange de départ est ajouté du sulfate de baryum comme constituant pouvant former le celsian. 5. Utilisation des briques ou des masses réfractaires basiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,pour le garnissage ou le revêtement des cuves de fusion qui viennent en contact avec le cuivre, le plomb, le nickel ou des alliages de fer liquides ainsi qu'avec leurs scories. 6. Utilisation des briques ou des masses réfractaires basiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour le garnissage des régénérateurs de fours de verrerie.