Brevet FR2638736A1 — publié le 19900511

PROCEDE DE REALISATION DE CORPS NOULES EN FIBRES, NOTAMXENT REFRACTAIRES, ET CORPS MOULES OBTENUS PAR CE PROCEDE L'invention concerne un procédé de réalisation de corps moulés en fibres en utilisant une préparation contenant de l'eau, des fibres incombustibles et/ou des fibres réfractaires, au moins un liant et éventuellement d'autres matières d'addition usuelles, des corps nmoulés en fibres étant réalisés à partir de la préparation, séchés et éventuellement traités thermiquement et/ou cuits. Il est connu de réaliser des corps moulés en fibres céramiques en recourant à un procédé avec aspiration-dépression (voir brevet allemand DE-OS 34 44 397). Cela exige d'importantes quantités d'eau. Par exemple, dans le cas du procédé avec aspiration-dépression, on ajoute 1000 1 à 10 kg de fibres. Lors du séchage, l'eau doit être éliminée puis épurée. Cela implique des problèmes d'environnement et est compliqué et onéreux. Dans le procédé avec aspiration-dépression, on utilise des liants organiques. Ceux-ci sont une cause de nuisances notables lors du séchage ou de la cuisson du corps moulé en fibres. Lorsqu'un corps moulé en fibres est réalisé par le procédé avec aspiration-dépressiocn, les fibres sont inéluctablement orientées par couches. Le corps moulé en fibres présente alors l'inconvénient d'être susceptible de se décomposer en couches, notamment sous l'effet de sollicitations thermiques alternées, puisque les fibres ne sont que faiblement liées entre elles d'une couche à l'autre. Autre inconvénient: du fait de cette disposition des fibres, le corps moulé en fibres présente des valeurs d'isolation thermique différentes en direction longitudinale et en direction transversale. En outre, l'épaisseur possible des corps moulés en fibres et leur stabilité sont liitées, de sorte que le procédé avec aspiration- - dépression est pratiquement inapproprié à la fabrication rationelle de corps moulés en fibres tels que, par exemple, des briques lég1res en fibres. Il est également connu de réaliser des garnissages ou revêtements au moyen d'mne machine de projection. Le matériau fibreux est alors directement projeté sur la paroi à garnir. Lépaisseur possible d'un tel revêtement est toutefois limitée elle aussi. En outre, on obtient des surfaces d'o des particules de fibres peuvent se détacher facilement. Par ailleurs, la réussite d'un tel procédé dépend dans une large mesure du soin apporté par le personnel opérateur de l'appareil de projection. Le brevet allemand DE-AS 26 18 813 et le brevet européen EP-A2- 213 707 décrivent des masses fibreuses pour projection. Il est en outre connu de réaliser des mats de fibres par aiguilletage. Il est toutefois impoassible de réaliser par aiguilletage des briques moulées en fibres. L'invention a pour but de proposer un procédé avec lequel on pourra réaliser avec un appareillage simple un corps moulé en fibres. L'invention a également pour but de proposer un corps moulé en fibres convenant pour la construction d'un garnissage. Selon l'invention, le premier but mentionné est atteint par le fait que a) on utilise une préparation dont la consistance autorise la projection; - b) on projette la préparation dans une ouverture d'un moule- tunnel; - c) on utilise un moule-tunnel dont au moins une paroi est aménagée en tant que bande transporteuse; et - d) on transporte au travers du moule-tunnel, au moyen de la bande transporteuse, la préparation projetée dans le noule-tunnel et aise à la forme d'un boudin moulé en fibres, ayant sa section droite fixée par le moule-tunnel. La teneur en eau de la préparation est donc sensiblement plus faible que dans le cas du procédé avec aspiration-dépression. Lors du séchage, il ne faut donc éliminer que des quantités d'eau notablement plus faibles. Le moule fixe au moins deux dimensions du corp moulé en fibres. La projection s'effectue alors en utilisant un moule-tunnel dont l'ouverture dans laquelle le préparation est projetée est évasée en forme d'entonnoir. Des liants minéraux suffisent pour obtenir une préparation pâteuse semiliquide, de sorte que les problèmes d'environnement inhérents aux liants organiques disparaissent. Dans une forme de mise en oeuvre préférée de l'invention, on utilise comme moule un tunnel qui, côté dessous, est fermé par une bande transporteuse. La préparation est projetée d'un côté du tunnel et transportée au travers de celui-ci par la bande transporteuse. Deux dimensions compliqué. Le procédé peut être mis en oeuvre en continu. La section droite du tunnel est adaptée à la section droite des corps moulés en fibres. Des corps moulés fibreux de diverses sections droites peuvent être fabriqués par simple modification ou réglage du tunnel. En adaptant la quantité de préparation projetée par unité de temps dans le tunnel, et la vitesse d'avance de la bande transporteuse, on peut assurer que la section droite du tunnel sera toujours remplie de mélange ou préparation. Un corps moulé en fibres, réalisé par le procédé précité, se distingue par le fait que les fibres au sein de ce corps moulé ont des orientations aléatoires, et que le liant est minéral. La distribution aléatoire, emmêlée, des fibres au sein du corps moulé améliore la stabilité de ce dernier. Le corps moulé en fibres présente une grande résistance aux fluctuations de température. En outre, la conductivité thermique du corps moulé en fibres est la mme dans toutes les directions. Au moins en ses quatre côtés formés par le transport du boudin au travers du tunnel, le corps moulé en fibres présente une surface lisse. La tendance à l'arrachement des fibres de la surface est sensiblement réduite. Le procédé indiqué permet de modifier, à l'intérieur de limites étendues, la teneur en liant au la teneur en matières de charge, de sorte que les propriétés du corps maoulé en fibres peuvent être facilement adaptées aux conditions d'utilisation spécifiques. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant au dessin annexé dont les figures représentent: - La figure 1, schématiquement, le déroulement du procédé; et - la figure 2, à une plus grande échelle, en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 1, une vue en élévation du moule. On a prévu une bande transporteuse 1 au-dessus de Laquelle est monté un tunnel 2. Ce tunnel 2 présente des parois latérales 3, 4 ainsi qu'une partie supérieure 5. GCté dessous, le tunnel 2 est fermé par la bande transporteuse 1. En son premier côté 6, le tunnel 2 est évasé en forme d'entonnoir, par une paroi 7 prolongeant sa partie supérieure 5. Les parois latérales 3, 4 peuvent aussi être évasées de manière correspondante. En son côté 8 en vis-à-vis du côté 6, le tunnel 2 présente la section droite (largeur B et hauteur H) du boudin moulé en fibres à produire. La section droite du tmunnel 2 peut être facilement réglée à la section droite des corps moulés en fibres qu'il s'agit par exemple de produire, en dimensionnant de manière correspondante les parois latérales 3, 4 et la partie supérieure 5. Une tête de projection 9, dirigée vers le tunnel 2, est agencée devant le côté évasé en forme d'entonnoir 6 du tunnel 2. La tête de projection 9 est reliée à une mchine de projection 10 d'un type courant, dans laquelle on produit un mélange de fibres céramiques, d'un liant minéral en milieu aqueux et d'eau. L'apport et le mélange du liant en milieu aqueux et de l'eau peut aussi s'effectuer directement dans La tête de projection 9. Eventuellement, des matières de charge sont aussi amenées à la machine de projection 10. Conme fibres céramique6, on utilise des fibres courtes, hachées, ayant Jusqu'à 25 mm de longueur, qui présentent pour la plupart un diamètre de 3 pu. Les fibres sont constituées de 47 % en poids d'Al2CO et 53 % en poids de SiOn, pour des températures d'utilisation jusqu'à 1260C. Pour de plus hautes températures d'utilisation, on utilise des fibres présentant 95 % en poids d'A12C3 et 5 % en poids de SiOn. On utilise caomm e liant du SiO2 colloïdal qui, dans des préparations commercialisées, courantes, est contenu à 40 dans 60 1 d'eau. Le pourcentage de liant peut atteindre Jusqu'à 20 % en poids par rapport aux fibres, matière de charge éventuellement incluse. De préférence on utilise un pourcentage pondéral de 10 X à 15 t de liant. A1203 ou Zro[ conviennent comme matières de charge. Pour des cas spéciaux d'utilisation, on peut aussi utiliser comme matière de charge de la poussière de charbon qui s'oxyde, sous réaction exotheraique, lorsqu'elle est soumise à l'action de la chaleur. On peut aussi utiliser corme matières de charge des matières plastiques connues sous la désignation commerciale wovolake", lesquelles, lorsqu'elles sont soumises à une cuisson réductrice forment un squelette de carbone dans le corps moulé en fibres. On peut aussi utiliser des fibres ayant des propriétés correspondantes. Le pourcentage des matières de charge dans le mélange peut être choisi librement, dans des limites étendues, en fonction des conditions d'utilisation du boudin moulé, ou des corps moulés, en fibres. C'est ainsi que le boudin moulé en fibres peut contenir jusqu'à 90 % en poids de matières de charge. La densité du boudin moulé en fibres, ou encore des corps moulés en fibres qu'il s'agit de fabriquer, peut être établie en jouant sur la longueur des fibres, les pourcentages de liant et de matière(s) de charge, la pression de refoulement du mélange, laquelle est typiquement de 0,5 bar, et la vitesse de la bande transporteuse 1. En règle générale, la densité du boudin moulé en fibres, en tant que matériau léger, est comprise entre 300 et 500 kg/nP. La préparation décrite est projetée, par la tête de projection 9, en direction du tunnel 2, sur la bande transporteuse 1. Le mouvement de la bande transporteuse 1 dans le sens de la flèche P a pour effet que le mélange entre dans le côté évasé en forme d'entonnoir 6 du tunnel 2 dans lequel il est tiré, le sens de projection de la tête 9 favorisant ce mouvement. Ia forme en entonnoir du côté 6 conduit à un tassement du mélange en direction de la section droite B, H. Les fibres sont uniformément réparties dans le mélange, de manière aléatoire. Le mouvement de la bande transporteuse 1 a pour effet qu'un boudin dimensionnellement stable 11, fait du mélange tassé, ayant la section droite B, H. sort en continu par le côté ouvert 8 du tunnel 2. La vitesse de la bande transporteuse 1 et le débit de la préparation apportée au moyen de la tète de projection 9 sont mutuellement harmonisés, de manière qu'il n'y ait aucun effondrement réduisant la section droite B, H du boudin 11. Le frottement produit entre le boudin 11 et les côtés 3, 4 et la partie supérieure 5 du tunnel 2 a pour effet de lisser les surfaces concernées du boudin 11. La surface du boudin 11 appliquée sur la bande transporteuse 1 se lisse sous le poids du boudin 11. A la suite de la bande transporte 1, un tronçon 12 du boudin est déplacé sur une plaque d'un lot de plaques 13. La plaque 13 avec le tronçon 12 est déplacée au travers d'un sécheur 14. Aucun problème particulier concernant l'air effluent ne se présente dans le sécheur 14, puisqu'il n'y a pas de liant organique dans le boudin 11 ou encore dans les tronçons 12 de celui-ci. Après le sécheur 14, les tronçons 12 peuvent être coupés aux longueurs des corps moulés en fibres à obtenir. Il est également possible de placer d'abord les tronçons séchés 12 sur un chariot de four-tunnel 15, et de les cuire dans un four-tunnel non représenté en détail. Cela permet d'éliminer le retrait ou la contraction des corps moulés en fibres, se produisant aux hautes températures d'utilisation. Comme les dispositifs décrits pour réaliser les corps moulés esn fibres sont simples, le procédé est également très rapidement adaptable à la fabrication de corps moulés en fibres ayant des dimensions et compositions différentes, la dimension habituelle valant 64 mm À 114 ma x 230 mm. Les corps moulés en fibres ainsi produits sont stables, aussi bien globalement en présence de sollicitations thermiques alternées que pour ce qui est de leur surface libre dans le cas du garnissage d'un volume. Dans une autre exécution du procédé, la préparation peut aussi être projetée dans un série de boites de moulage ouvertes uniquemnt vers le haut, lesquelles font ensuite l'objet d'un démoulage par le haut. REVEIDICATIO!S 1. Procédé de réalisation de corps moulés en fibres en utilisant une préparation contenant de l'eau, des fibres incombustibles et/ou des fibres réfractaires, au moins un liant et éventuellement d'autres matières d'addition usuelles, des corps moulés en fibres étant réalisés à partir de la préparation, séchés et éventuellement traités thermiquement et/ou cuits, caractérisé par le fait que - a) on utilise une préparation dont la consistanoe autorise la projection; - b) on projette la préparation dans une ouverture d'un moule- tunnel; - c) on utilise un moule-tunnel dont au moins une paroi est aménagée en tant que bande transporteuse; et - d) on transporte au travers du moule-tunnel, au moyen de la bande transporteuse, la préparation projetée dans le moule-tunnel et aise à la forme d'un boudin moulé en fibres, ayant sa section droite fixée par le moule-tunnel. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise un moule-tunnel dont l'ouverture, dans laquelle on projette la préparation, est évasée en for-me d'entonnoir. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on produit la préparation dans une tête de projection qui est dirigée sur l'ouverture du tunnel. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on tronçonne le boudin moulé dans le moule- tunnel, et qu'on amène chaque tronçon, par la bande transporteuse, sur une plaque sur laquelle il est séché. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on cuit le tronçon séché. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'on coupe le tronçon séché et/ou cuit à la longueur de briques moulées en fibres. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on utilise une préparation dans laquelle on ajoute et mélange aux fibres au moins un liant, en proportion pondérale de 5 à 20 %, rapportée au poids des fibres sèches. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la proportion pondérale de liant est de 10 S. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on utilise une préparation dans laquelle, en plus des fibres, on utilise des matières de charge incombustibles et/ou réfractaires. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on utilise une préparation contenant des matières de charge à raison de 10 à 45 % en poids. 11. procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'on utilise A12k ou ZrO2 en tant que matière de charge. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'on utilise une préparation contenant, en plus des fibres et d'éventuelles matières de charge incombustibles et/ou réfractaires, du carbone à grain fin ou une matière plastique qui, lors d'une cuisson réductrice, engendre un squelette de carbone. 13. Corps moulé en fibres, fait de fibres céramiques incombustibles et/ou réfractaires liées par un liant, caractérisé par le fait qu'il est réalisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Corps uoulé en fibres selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les fibres au sein du corps moulé ont des orientations aléatoires, et le liant est un liant minéral.