Brevet FR2564825A1 — publié le 19851129

-1- Corps ou masses réfractaires, en particulier pour le revêtement de fours ou de récipients pour métaux fondus. La présente invention concerne des corps ou des masses réfractaires, en particulier pour le revêtement de fours ou de récipients pour métaux fondus, à base de silicates d'aluminium, d'oxyde d'aluminium, de dioxyde de silicium, de silicate de zirconium et de carbure de silicium, d'addi- tifs usuels et de liants en tant que mélange initial, dans la prépara- tion desquels on ajoute au mélange initial sec, selon la demande de brevet français N 84 15 691, de 0,5 à 40% en poids de sulfate de baryum pour la formation de celsian (BaO. Al20. 2Si02) au cours de la cuisson céramique à la température de 1 100 à 1 600 C avec les com- posants présents ou ajoutés en quantité suffisante, et de 3 à 25 parties en poids de fluorure de calcium, rapportées à 100 parties en poids du sulfate de baryum ajouté. Les corps ou les masses réfractaires selon la demande précitée, qui parviennent à la formation de celsian et à une résistance élevée à l'affaissement sous charge à froid, à des températures de cuisson rela- tivement basses, ont une résistance élevée vis-à-vis de métaux en fusion et/ou de laitiers ainsi que vis-àvis de gaz et de vapeurs corrosives. Les corps ou les masses réfractaires sont par conséquent appropriés pour l'emploi dans des fours de fusion d'aluminium, des fours rota- tifs à ciment, des fours d'incinération d'ordures ménagères, dans la garniture de fours à bassin pour verre et dans des hauts fourneaux. On a trouvé à présent que, dans le cas des corps et des masses réfractaires selon la demande précitée, les propriétés à températures lcevées, telles que la résistance à l'affaissement sous charge à chaud suivant DIN 51 064 (ta-Wert = indice ta: la température pour un affais- sement de l'éprouvette d'environ 0,3 mm) et la température d'utilisation, et encore la résistance au choc thermique, peuvent être améliorées par le fait que l'on ajoute au mélange initial de l'oxyde chronique en fines particules. Les corps ou masses réfractaires de la présente invention sont caractérisés par le fait qu'au mélange initial sec des constituants men- 3 tionnés plus haut on ajoute 2 à 20% en poids et de préférence 2 à 14% 2- d'oxyde chromique fin. Sous un autre aspect de l'invention, au mélange initial sec à base de corindon et/ou de silicates d'aluminium on ajoute 1 à 15% en poids, de préférence 2 à 10% en poids, d'oxyde de zirconium et/ou 1 à 15% en poids, de préférence 2 à 10% en poids de carbure de silicium. Les corps ou les masses réfractaires à base des matériaux de départ oxyde d'aluminium, silicate d'aluminium, carbure de silicium, silicate de zirconium et dioxyde de silicium atteignent, à côté d'une résistance élevée à l'infiltration et à la corrosion par des gaz, des laitiers et des métaux fondus, une température d'utilisation élevée qui s'exprime par une valeur accrue de la résistance à l'affaissement sous charge à chaud suivant DIN 51 064 ( indice ta). On constate en outre un accroissement de la résistance au choc thermique suivant DIN 51 068 (trempe à l'eau) vis-à-vis des corps et des masses réfrac- taires ne contenant pas d'oxyde de chrome. Sous l'autre aspect de l'invention, on prévoit un mélange ini- tial à base d'oxyde d'aluminium et/ou de silicate d'aluminium avec des parties d'oxyde de zirconium et/ou de carbure de silicium. Avec ce mélange initial, des corps ou des masses réfractaires se distinguent par une résistance à la corrosion vis-à-vis de laitiers encore amé- liorée. On illustre l'invention plus en détail à l'aidede l'exemple compa- ratif 1 et des exemples 2 à 4 non limitatifs-qui figurent dans le tableau. Le mélange initial est constitué des matériaux riches en alumine corindon, andalousite et alumine calcinée.dans les exemples 1 à 4, de l'oxyde de zirconium et du carbure de silicium étant incorporés dans l'exemple 4. Le corps réfractaire cuit d'après l'exemple 1, ne contenant pas de celsian ni de cristal mixte A1203. Cr203 résultant de. la cuis- son, en ayant des valeurs suffisantes de la résistance et de la résis- tance au choc thermique, a donné dans l'essai au creuset à 800 C pen- dant 72 heures une forte infiltration par une matière agressive d'alu- minium fondu (alliage aluminium-silicium-zinc). Le corps suivant l'exem- ple 2 (selon la demande de brevet français N 84 15 691) n'a certes pas présenté d'infiltration d'aluminium dans l'essai au creuset avec la -3- imeme mati6re d'aluminium fondu, mais il avait une résistance à l'affais- sunment sous charge à chaud et une résistance au choc thermique nettement diminuées. Les corps réfractaires conformes à l'invention suivant les exemples 3 et 4 se distinguent au contraire par leur résistance à l'infiltraition de matière d'aluminium fondu, une résistance à l'affais- sement sous charge à chaud et une résistance au choc thermique élevées. -4- Tableau Exemples I 1 I 2 I 31 41 Corindon 0 - 3 mm %>.en poidsl 70 I 80 80 80 Andalousite 0 -3 mm %en poidsl 25 I 15 | 15 I 10 A1203 calcinée -0,09 mm % en poidsi 5 5 5 Oxyde de zirconium -0,1 mm % en poidsl 5 Carbure de silicium. 0,1 - 1mm % en poidsI 5 Oxyde chromique -0,04 mm % en poids I 6 + 14 Sulfate de baryum 0,04 mm % en poidsl + 10 + 10 Fluorure-deëcàlcium -0,04 mm % en-poids! |+ 1 1+ 1 | Sulfate de baryum (F)-0,04 mm % en poids + 10 Phosphate d'aluminium, solution à 50% litres I 15 | 15 | 15 I 30 I Acide phosphorique (80% en vol)litres I 20 20 20 10 Cuisson *C 1440 1440 1440 1450 Densité apparente g/cm3 i 3,06 I 3,14 | 3,14 3,3q Porosité découverte % en Vol. j 13,5 | 10,7 I 14,81 16,0 Ristç ce à 'affaissamnt sors N/mm2 | 140 300 170 | 190 1 c]raT à froid DEB _*) indice ta C [> 1740 | 1440 1710 I)1740 Choc thermique (eau) j> 30 15 1 28 25 Constituants minéraux: Corindon, celsian, mullite (K,C,M) | K,M - K,C,M IK,C,M jK,C,Spur M Cristal mixte A!203. Cr203 AC AC (*) Résistance à l'affaissement sous charge à chaud -5- REVENDICATIONS 1. Corps ou masses réfractaires, en particulier pour le revêtement de fours ou de récipients pour métaux fondus, à base de silicates d'aluminium, d'oxyde d'aluminium, de dioxyde de silicium, de silicate de zirconium et de carbure de silicium, d'additifs usuels et de liants en tant que mélange initial, dans la préparation desquels on ajoute au mélange initial sec, de 0,5 à 40% en poids de sulfate de baryum pour la 1]0 formation de celsian (BaO o A1203. 2SiO2) au cours de la-cuisson céra- mique à la température de 1 100 à 1 600 C avec les composants présents ou ajoutés en quantité suffisante, et de 3 à 25 parties en poids de fluorure de calcium, rapportées à 100 parties en poids du sulfate de baryum ajouté, caractérisés par le fait que l'on ajoute au mélange initial sec de 2 à 20% en poids d'oxyde chromique fin. 2. Corps ou masses, réfractaires selon la revendication 1, caractérisés par le fait que l'on ajoute au mélange initial sec de 2 à 14% en poids d'oxyde chronique fin. 3. Corps ou masses, réfractaires selon les revendications 1 et 2, caractérisés par le fait que le mélange initial sec à base de corindon et/ou de silicates d'aluminium contient de 1 à 15% en poids d'oxyde de zirconium. 4. Corps ou masses réfractaires selon la revendication 3, caractérisés par le fait que le mélange initial sec contient de 2 à 10% en poids d'oxyde de zirconium. 5. Corps ou masses réfractaires selon les revendications 3 et 4, caractérisés par le fait que le mélange initial sec contient de 1 à 15% en poids de carbure de silicium. 6. Corps ou masses réfractaires selon la revendication 5, caractérisés par le fait que le mélange initial sec contient de 2 à % en poids de carbure de silicium.