Brevet FR2759612A1 — publié le 19980821

La présente invention concerne un procédé pour projeter pneumatiquement par voie humide une composition sèche comprenant des particules inorganiques et un liant afin de réaliser un revêtement de protection sur une paroi. La présente invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'un revêtement de protection d'une paroi obtenu par la mise en oeuvre d'un tel procédé et/ou d'une telle installation. On connaît plusieurs procédés du type précité, qui comprennent d'une manière générale les étapes qui consistent à: - transporter pneumatiquement ladite composition dans une canalisation souple - humidifier cette composition - projeter cette composition humidifiée sur la paroi à revêtir On connaît ainsi le procédé dit de gunitage qui consiste à propulser une composition sensiblement sèche dans une canalisation sous l'action d'un puissant courant d'air de transport, et à mouiller ladite composition sèche à l'extrémité aval de la canalisation souple en injectant de l'eau dans le jet de matière et d'air. L'eau ajoutée lors de la projection représente un taux d'humidité d'environ 10k du poids de la composition projetée. Ce procédé, qui permet de limiter le taux d'humidité du revêtement projeté présente l'inconvénient de provoquer des pertes importantes de matière projetée dont les grains rebondissent sur la paroi ou sur le revêtement déjà en place, du fait de leur vitesse. Par ailleurs, la vitesse des particules fait que l'on obtient un revêtement ayant une densité relativement importante et une porosité relativement faible. On utilise actuellement plus volontiers un procédé consistant à préparer une boue aqueuse, contenant entre 20 et 24% environ d'eau par rapport au poids de la composition sèche, à pomper sous pression cette boue aqueuse dans une canalisation, par exemple au moyen d'une pompe du type moineau, et à projeter cette boue aqueuse à l'extrémité aval de la canalisation par insufflation d'air comprimé. Ce procédé qui génère peu de perte de matière, présente l'inconvénient d'exiger un taux d'humidité important qui oblige en général à sécher longuement le revêtement en place. On peut, le cas échéant, faire varier la densité du revêtement projeté en faisant varier la pression de l'air de projection à l'extrémité aval de la canalisation. Ce procédé, comme le procédé précédent de gunitage, est utilisé de manière courante pour réaliser, par exemple, un revêtement de protection sur les parois intérieures d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide. Pour cette utilisation, il est indispensable de sécher longuement et de préférence complètement ce revêtement avant utilisation, sous peine de ne pas éliminer complètement l'humidité introduite dans le revêtement réfractaire permanent du récipient. Pour un tel revêtement, il est intéressant de pouvoir régler et augmenter la porosité du revêtement en place de manière à pouvoir régler et augmenter le caractère thermiquement isolant de ce revêtement. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés connus, et de proposer un procédé du type précité qui permette de limiter au minimum le taux d'humidité du revêtement projeté tout en permettant d'éviter les pertes de matière et en facilitant l'obtention d'un revêtement poreux et donc thermiquement isolant. Suivant l'invention, le procédé du type précité comprend les étapes suivantes - on utilise une composition sèche comprenant au moins un liant facilement soluble dans l'eau et ayant un pouvoir collant prédéterminé - on préhumidifie la composition sèche de façon sensiblement homogène afin d'obtenir un premier taux d'humidité compris entre 0,5 et 5% environ, et de préférence égal à 3% environ, qui ne risque pas d'entraîner un bouchage de la canalisation - on transporte cette composition préhumidifiée dans ladite canalisation, la pression de l'air de transport et la granulométrie des particules constituant la composition étant prédéterminées de façon à obtenir dans la canalisation une vitesse des particules d'au moins 5 m/sec environ, et inférieure avantageusement à 35 m/sec environ, de préférence à 20 m/sec environ - on humidifie ladite composition préhumidifiée à proximité de l'extrémité aval de ladite canalisation de manière à atteindre un taux d'humidité prédéterminé avantageusement compris entre 2% et 6% environ, et de préférence égal à 5% environ - on déplace ladite extrémité aval de la canalisation souple devant la paroi à revêtir à une distance de celle-ci permettant le collage de la composition sur ladite paroi. Du fait du pouvoir collant prédéterminé du liant, les particules de la composition, qui sont projetées à une vitesse relativement faible, peuvent coller facilement à la paroi sans rebondir sur celle-ci. Il n'y a donc pratiquement pas de perte de matière projetée. Etant donné que l'humidification se fait en deux étapes, une première étape à un taux faible qui ne risque pas d'entraîner un bouchage de la canalisation par collage, et une seconde étape à proximité de l'extrémité aval de la canalisation, de manière à atteindre un taux d'humidité prédéterminé correspondant au taux nécessaire pour dissoudre le liant, on peut limiter l'addition d'eau à la quantité minimale nécessaire pour obtenir le collage de la composition sur la paroi. Enfin, du fait de la vitesse relativement faible des particules arrivant au contact de la paroi, on obtient un revêtement en place relativement poreux et donc thermiquement isolant, sans nuire à la résistance de ce revêtement. Suivant une version avantageuse de l'invention, on règle la pression de l'air de transport de manière à obtenir une vitesse des particules aussi faible que possible tout en étant suffisante pour permettre le collage desdites particules sur la paroi. Selon une version préférée de l'invention, ladite composition comprend en outre un liant ayant une aptitude au durcissement, par exemple un silicate de soude. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ciaprès. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, la figure 1 est une vue schématique en coupe illustrant un mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'installation 1 pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend - des moyens 2 formant trémie pour recevoir une composition sèche - des moyens 3, 4, 5 pour préhumidifier de façon sensiblement homogène et réglable ladite composition sèche - des moyens 6, 7 pour transporter par voie pneumatique ladite composition préhumidifiée dans une canalisation 8 - des moyens 9 pour régler la pression de l'air de transport - des moyens 10, 11 pour humidifier de façon réglable ladite composition préhumidifiée à proximité de l'extrémité aval 12 de ladite canalisation 8. Le cas échéant, l'installation 1 comprend des moyens (non représentés), par exemple un robot, pour déplacer l'extrémité aval 12 de la canalisation souple 8 à une distance réglable devant la paroi 13 à revêtir. L'extrémité 12 peut également être tenue entre les moins d'un opérateur. Dans cet exemple, la trémie 2 est équipée d'injecteurs 3 pour pulvériser de l'eau à un débit réglable par une vanne schématisée en 4. Un malaxeur, schématisé en 5, permet d'obtenir un taux d'humidité sensiblement homogène et réglable de la composition préhumidifiée 14 contenue dans la trémie 2. Le malaxeur 5 est d'un type connu quelconque. Les moyens 6, 7 pour transporter pneumatiquement la composition préhumidifiée dans la canalisation 8 comprennent un distributeur 6 rotatif : dans le présent exemple, le distributeur rotatif 6 est un distributeur à barillet entraîné par un arbre 15 qui entraîne également le malaxeur 5. Le distributeur 6 comporte plusieurs alvéoles 16 réparties régulièrement autour de l'arbre 15. De façon connue, lors de la rotation du distributeur 6, les alvéoles 16 passent successivement sous une goulotte 17 ménagée au fond de la trémie 2, position dans laquelle l'alvéole 16 se remplit de composition préhumidifiée, et au-dessus d'une tubulure 18 d'évacuation du produit, position dans laquelle la composition préhumidifiée contenue dans l'alvéole 16 est chassée dans la tubulure 18 par de l'air comprimé fourni par une arrivée d'air comprimé 7 (flèche 22) équipée d'une vanne 9 de réglage de la pression de l'air de transport. Une arrivée auxiliaire 19 d'air comprimé peut également être ménagée sur la tubulure 18. La tubulure 18 est reliée à la canalisation souple 8 de transport de la composition 14. L'extrémité aval 12 de la canalisation souple 8 comprend au moins un injecteur 10 pour injecter de l'eau dans la canalisation afin d'humidifier de façon réglable la composition préhumidifiée 14. L'injecteur 10, qui est commandé par une vanne schématisée en 11, est situé à proximité de l'extrémité aval 12, par exemple à quelques décimètres, de préférence à 2 décimètres environ, de cette extrémité 12 de façon à ne pas risquer un collage de la composition sur les parois de la canalisation 8 pouvant aboutir à un bouchage de celle-ci. La composition projetée forme sur la paroi 13 un revêtement schématisé en 20. L'installation 1 permet la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour projeter pneumatiquement par voie humide une composition sèche comprenant des particules inorganiques et un liant afin de réaliser un revêtement de protection sur une paroi 13. Ce procédé comprend les étapes classiques qui consistent à - transporter pneumatiquement ladite composition dans une canalisation souple 8 - humidifier cette composition - projeter cette composition humidifiée sur la paroi 13 à revêtir. Suivant l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes - on utilise une composition sèche comprenant au moins un liant facilement soluble dans l'eau et ayant un pouvoir collant prédéterminé - on préhumidifie la composition sèche de façon sensiblement homogène afin d'obtenir un premier taux d'humidité compris entre 0,5 et 5% environ, et de préférence égal à 3% environ, qui ne risque pas d'entraîner un bouchage de la canalisation 8 - on transporte cette composition préhumidifiée 14 dans ladite canalisation 8, la pression de l'air de transport et la granulométrie des particules constituant la composition étant prédéterminées de façon à obtenir dans la canalisation 8 une vitesse des particules d'au moins 5 m/sec environ, et de préférence inférieure à 35 m/sec environ - on humidifie ladite composition préhumidifiée à proximité de l'extrémité aval 12 de ladite canalisation 8 de manière à atteindre un taux d'humidité prédéterminé avantageusement compris entre 2% et 68 environ, de préférence égal à 5% environ, en poids par rapport au poids de la composition sèche - on déplace ladite extrémité aval 12 de la canalisation souple 8 devant la paroi 13 a revêtir à une distance de celle-ci permettant le collage de la composition sur ladite paroi 13. Du fait des vitesses de transport pneumatique relativement basses, on utilise pour ladite composition des particules dont la granulométrie est telle qu'au moins 75% environ, avantageusement entre 75% et 95% environ, et de préférence entre 80% et 90% environ, en poids, des particules inorganiques et de liant ont une dimension inférieure à 0,5 mm environ. De même, on utilise pour ladite composition des particules dont la granulométrie est telle que au moins 75k environ, avantageusement entre 75% et 95% environ, et de préférence entre 80t et 90t environ, en poids, des particules inorganiques et de liant ont une dimension supérieure à 0,05 mm environ. Le liant ayant un pouvoir collant prédéterminé est par exemple un liant organique tel que l'amidon. On peut prévoir une teneur en amidon comprise par exemple entre 1 et 8% environ en poids de la composition, avantageusement entre 2% et 5% environ, de préférence entre 3% et 4%. L'amidon peut être activé. On règle la pression de l'air de transport de manière à obtenir une vitesse des particules aussi faible que possible tout en étant suffisante pour permettre le collage desdites particules sur la paroi 13. Ladite composition comprend en outre un liant ayant une aptitude au durcissement, par exemple un silicate de soude, notamment un disilicate, à une teneur en poids de la composition comprise entre 2% et 8% environ, de préférence de 4% environ. D'une manière générale, et notamment dans le cas particulier d'un revêtement de protection des parois intérieures d'un récipient de transvasement de métal liquide, on projette la composition sur une paroi chaude, ou on chauffe la composition ou le revêtement 20 en place sur la paroi 13, pour faire sécher la composition et pour faire durcir le liant. Dans le cas particulier où le liant ayant une aptitude au durcissement est un silicate, on peut insuffler du CO2 à l'intérieur du revêtement 20 en place pour faire durcir le silicate. On peut ainsi, comme schématisé à la figure, placer le long de la paroi 13 des tubes 21 espacés et perforés que l'on alimente en CO2 une fois le revêtement 20 en place. On sait que l'insufflation de CO2 a pour effet d'augmenter la viscosité du silicate jusqu'à obtenir le durcissement au moins partiel du revêtement 20. On peut alors retirer les tubes 21. Lorsque le procédé est mis en oeuvre pour projeter un revêtement de protection 20 sur les parois intérieures 13 d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide, on utilise une composition comprenant de 80% à 99%, avantageusement de 85% à 95%, en poids environ de particules réfractaires. Ces particules réfractaires peuvent être des particules de silice ou d'alumine ou de magnésie naturelle ou artificielle ou un mélange de ces matériaux, ou un composé de ces matériaux tel que l'olivine. De façon classique, la granulométrie et la composition chimique des particules réfractaires formant la composition sont prédéterminées de façon que le revêtement 20 soit capable de fritter au moins légèrement au contact du métal liquide, de manière à pouvoir résister à l'érosion due à ce métal liquide. Ainsi, avant la coulée du métal liquide, on sèche et on fait durcir le revêtement 20, de manière à éliminer l'eau de mouillage et l'eau de constitution des hydrates, tout en donnant au revêtement la dureté nécessaire pour résister au début de la coulée du métal. On a ainsi décrit un procédé et une installation permettant de projeter pneumatiquement par voie humide une composition sèche comprenant des particules inorganiques et un liant afin de réaliser un revêtement de protection sur une paroi. La composition sèche peut être stockée sans problème dans des sacs ou récipients étanches jusqu'à son utilisation. Le procédé et l'installation que l'on vient de décrire permettent de réaliser un revêtement de façon économique, sans perte de matière à la projection, en utilisant un taux d'humidité minimum strictement égal à celui nécessaire à la dissolution du liant pour permettre le collage et le durcissement du revêtement. Ainsi, les frais de chauffage pour éliminer l'eau du revêtement si nécessaire sont réduits au minimum. Le revêtement ainsi réalisé peut avoir une porosité prédéterminée lui communiquant un caractère thermiquement isolant. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut en particulier remplacer les particules inorganiques et les liants cités en exemple par d'autres particules et liants connus quelconques. L'extraction et le dosage de la composition et l'alimentation en air de soufflage peuvent être effectués par des moyens différents de ceux décrits. Le taux d'humidité est réglé en fonction du type et du pourcentage du liant ou des liants utilisés selon les usages dans le domaine technique considéré. On peut également souffler de l'air chaud à l'extrémité aval 12 de la canalisation 8. On peut évidemment utiliser un liant ayant à la fois un pouvoir collant et une aptitude au durcissement. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour protéger pneumatiquement par voie humide une composition sèche comprenant des particules inorganiques et un liant afin de réaliser un revêtement (20) de protection sur une paroi (13), ce procédé comprenant les étapes qui consistent à - transporter pneumatiquement ladite composition dans une canalisation souple (8) - humidifier cette composition - projeter cette composition humidifiée sur la paroi (13) à revêtir caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - on utilise une composition sèche comprenant au moins un liant facilement soluble dans l'eau et ayant un pouvoir collant prédéterminé - on préhumidifie la composition sèche de façon sensiblement homogène afin d'obtenir un premier taux d'humidité compris entre 0,5 et 5% environ, et de préférence égal à 3% environ, qui ne risque pas d'entraîner un bouchage de la canalisation (8) - on transporte cette composition préhumidifiée (14) dans ladite canalisation (8), la pression de l'air de transport et la granulométrie des particules constituant la composition étant prédéterminées de façon à obtenir dans la canalisation (8) une vitesse des particules d'au moins 5 m/sec environ, et de préférence inférieure à 35 m/sec environ - on humidifie ladite composition préhumidifiée à proximité de l'extrémité aval (12) de ladite canalisation (8) de manière à atteindre un taux d'humidité prédéterminé avantageusement compris entre 2k et 6% environ, et de préférence égal à 5% environ - on déplace ladite extrémité aval (12) de la canalisation souple (8) devant la paroi (13) a revêtir à une distance de celle-ci permettant le collage de la composition sur ladite paroi (13). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour ladite composition des particules dont la granulométrie est telle qu'au moins 75% environ, avantageusement entre 75% et 95 environ, et de préférence entre 80% et 90% environ, en poids, des particules inorganiques et de liant ont une dimension inférieure à 0,5 mm environ. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise pour ladite composition des particules dont la granulométrie est telle que au moins 75% environ, avantageusement entre 75% et 95% environ, et de préférence entre 80% et 90% environ, en poids, des particules inorganiques et de liant ont une dimension supérieure à 0,05 mm environ. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le liant ayant un pouvoir collant prédéterminé est par exemple un liant organique tel que l'amidon. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on règle la pression de l'air de transport de manière à obtenir une vitesse des particules aussi faible que possible tout en étant suffisante pour permettre le collage desdites particules sur la paroi (13). 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite composition comprend outre un liant ayant une aptitude au durcissement, par exemple un silicate de soude. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on projette la composition sur une paroi (13) chaude, ou en ce qu'on chauffe la composition ou le revêtement (20) en place sur la paroi (13), pour faire sécher la composition et pour faire durcir le liant. 8 - Procédé selon la revendication 6 ou 7, le liant comprenant un silicate, caractérisé en ce qu'on insuffle du CO2 à l'intérieur du revêtement (20) en place pour faire durcir le silicate. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ce procédé étant mis en oeuvre pour projeter un revêtement (20) de protection sur les parois intérieures (13) d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide, caractérisé en ce qu'on utilise une composition comprenant de 80% à 99%, avantageusement de 85% à 95% en poids environ de particules réfractaires. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les particules réfractaires comprennent des particules de silice, d'alumine et/ou de magnésie, ou un mélange ou un composé de ces matériaux. 11 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend - des moyens (2) pour recevoir une composition sèche - des moyens (3, 4, 5) pour préhumidifier de façon sensiblement homogène et réglable ladite composition sèche - des moyens (6, 7) pour transporter pneumatiquement ladite composition préhumidifiée dans une canalisation (8) - des moyens (9) pour régler la pression de l'air de transport - des moyens (10, 11) pour humidifier de façon réglable ladite composition préhumidifiée à proximité de l'extrémité aval (12) de ladite canalisation (8) - le cas échéant, des moyens pour déplacer ladite extrémité aval (12) de la canalisation souple (8) à une distance réglable devant la paroi (13) à revêtir. 12 - Revêtement de protection d'une paroi, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10 et/ou de l'installation selon la revendication 11.