BE1004753A5 - Matiere pour couvrir le revetement d'un bassin de fusion metallurgique, a partir d'un oxyde refractaire. - Google Patents

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Abstract

Matière pour couvrir le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique à partir d'oxyde réfractaire tel que la magnésie frittée, la magnésie-chromite, la dolomie frittée, le minerai de chrome et/ou le dioxyde de zirconium, caractérisée en ce qu'elle contient 10 à 50% en poids de CaCO3 et/ou de MgCO3, par rapport à la matière finale, sous forme de dolomie ou de chaux.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Matière pour couvrir le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique, à partir d'un oxyde réfractaire 
L'invention concerne une matière réfractaire pour couvrir le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique, à partir d'un oxyde réfractaire tel que la magnésie frittée, la magnésie-chromite, la dolomie frittée, le minerai de chrome et/ou le dioxyde de zirconium. 



   On connait une telle matière à partir de magnésie frittée et/ou de dolomie frittée d'après DE-PS-37-03 136. La matière contient en outre 0,5 à 5 % en poids de bentonite, 1 à 5 % en poids de sulfate d'aluminium et 0,5 à 5 % en poids d'un composé   alcalino-terreux   sous la forme de MgO caustique et/ou hydroxyde de magnésium. La matière connue doit prendre rapidement, par application au pistolet sur une surface brûlante sortant du four et doit présenter une bonne propriété réfractaire. 



   On connait également une matière analogue d'après le DE-PS- 37 39 900, dans lequel il est proposé en tant qu'oxyde réfractaire, avec la magnésie frittée, 10 à 25 % en poids d'un composé au zirconium dont la teneur en   ZrO   est d'au moins 98 % en poids par rapport à MqO. Avec un tel mélange, la résistance à chaud doit, en premier lieu, supporter des températures supérieures à   1900 C.   



   Les matières du type concerné connues présentent une teneur en CaO relativement faible, qui est, en particulier, apportée avec la dolomie frittée. 



   L'étude en métallurqie des matières pour revêtement, riches en oxyde de calcium est tout à fait digne d'intérêt, en ce qui concerne la pureté de. l'acier et la précipitation   d'impuretés   non métalliques. Des particules d'oxyde de calcium, en majorité, sont cependant toujours retrouvées, quand la matière est traitée par de l'eau, et l'oxyde de calcium se transforme spontanément avec l'eau en hydroxyde de calcium, ce qui rend 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 la mise en oeuvre difficile ou impossible. 



   L'objectif de l'invention repose sur la procuration d'une matière du type concerné qui présente une teneur en oxyde de calcium la plus élevée possible, mais qui reste utilisable à l'état humide. 



   L'invention repose sur la découverte que cet objectif est, de façon surprenante, atteint simplement avec une matière qui contient 3 à 50 % en poids par rapport à la matière finale d'oxyde de calcium et/ou de   maqnésium   lié à du carbonate, sous 
 EMI2.1 
 forme de dolomie (MgCa (cl 3) 2) ou de chaux (CàCO-). 



  La teneur préférentielle est comprise entre 10 et 40 % en poids par rapport à la matière finale, le carbonate de calcium présentant un avantage par rapport au carbonate de magnésium en raison de son   activité métallurgique   favorable. 



   L'utilisation de carbonate dans la matière est, en premier lieu, surprenante car le carbonate se dissout d'office dans le bain de fusion, pendant    la.   coulée de la matière sur le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique et le traitement thermique consécutif (montée de température),   c'est-à-dire   l'élévation de température consécutive, et de ce fait, diminue la résistance. C'est pour cela qu'il avait été supposé que la dissolution du carbonate, en particulier avec des teneurs élevées de CaO   (etMgO)   lié à du carbonate, affaiblissait considérablement la résistance de la matière monolithique, et mettait en jeu la stabilité de l'enduction.

   De manière surprenante, on a mis en évidence que du côté"chaud" (côté le plus proche de la fusion), la température de fusion est si élevée qu'il se produit, en même temps, un frittage de qualité et de ce fait, un durcissement de la couche superficielle de la matière monolithique pour laquelle la diminution de la qualité réfractaire et de la stabilité éventuelle est insignifiante. Ceci a pour conséquence, que la décomposition du carbonate ne se produit que dans la zone de la couche monolithique de moindre résistance, c'est-à-dire celle qui est éloignée de la fusion 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 du métal et au contact de la couche de base. 



   La raison réside dans le fait que dans cette zone, les températures sont inévitablement peu élevées et qu'aucun frittage de la matière ne peut se produire comme du côté exposé à la fusion. 



   Au contraire, ladite zone de matière reste peu résistante même si la partie en contact avec le bassin de fusion est entièrement frittée. 



   Cependant, pour des utilisations particulières où on doit empêcher une forte adhésion entre la couche de matière et la couche de base, ce phénomène est tout à fait souhaitable. 



  Dans ce cas, il est possible de détacher aisément la couche monolithique appliquée, de la couche de base du bassin de fusion métallurqique, au cours d'un renouvellement de la couche, et de vider sans problème le bassin avec des béliers métalliques. 



   Un avantage supplémentaire de la décomposition du carbonate réside dans le fait qu'en même temps, la porosité du élange s'accroît et qu'en conséquence, l'isolation thermique est améliorée. 



   Mais, parmi tous ces avantages, la matière selon l'invention en présente un capital, à savoir qu'elle est riche en oxyde de calcium et que de ce fait, l'avantage métallurgique décrit ci-dessus est conservé. 



   Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, on propose d'additionner au mélange un liant inorganique, comme par exemple, un silicate soluble en teneur de préférence comprise entre 1 et 3 % en poids par rapport à la matière finale. De la même manière, on peut additionner un liant organique tel qu'un novolaque phénolique ou un liant sec, dont la teneur préférentielle peut, en particulier, atteindre 5 % en poids par rapport à la matière finale. 



   On peut en outre additionner au mélange des additifs traditionnels connus de l'art antérieur, dont les teneurs sont 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 à chaque fois données par rapport à la matière finale : - matériau fibreux inorganique et/ou   orqani. que (ju. squtà  
5 % en poids) - additif plastifiant inorganique et/ou organique (par exemple argile, alcool polyvinylique etc...)   (jusqu'à  
5   %   en poids) 
 EMI4.1 
 - additif porogène et/ou fluidifiant (jusqu'à 1, 0 % en poids)
La matière selon l'invention peut être traitée à l'état sec ou humide. La matière sèche est placée sous vibration dans un moule conforme, puis cuite par un traitement à chaud à une température supérieure à   200    C. 



   La matière selon l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle peut être mélangée à de l'eau et peut par exemple, être répartie en couche ou appliquée au pistolet (par projection). En particulier, quand on utilise un additif porogène ou fluidifiant, la matière peut être mélangée à de l'eau pour obtenir un coulis aéré et être étalée sur le revêtement du bassin de fusion métallurgique, pour une application au pistolet. 



   La matière est en particulier avantageusement placée à titre entre autre de couche pour avant-creuset. Une seconde matière de composition connue peut être éventuellement appliquée sur la couche de matière selon l'invention, préalablement déposée. Des caractéristiques supplémentaires de l'invention résultent des caractéristiques des sous-revendications. 



   Les exemples suivants illustrent les caractéristiques et avantages mentionnés. 
 EMI4.2 
 



  La série d'essais I fait apparaître une matière réfractaire traditionnelle sans fraction CaC03 (A) en comparaison avec deux matières réfractaires selon l'invention avec respective- ment 20 % en poids de Cacao (B) et 30 % en poids de   CaMg     (cl 3)   2 (C). Dans tous les cas, la matière présente la distribution granulométrique suivante : 98 % en poids de grains plus petits que 2mm. 



   Le tableau suivant donne le détail des matériaux de départ 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 de l'analyse chimique, de la porosité et de la résistance à froid sous charge à des températures différentes, ainsi que l'adhésion de la matière à la couche de base. 



  Tableau d'essais I (toutes les données sont en % pondéral à moins qu'il en soit spécifié autrement) 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Coulis <SEP> réfractaire <SEP> A <SEP> B <SEP> C
<tb> Matériau <SEP> de <SEP> départ
<tb> Magnésie <SEP> frittée <SEP> 96,3 <SEP> 76,3 <SEP> 66,3
<tb> CaCO-20
<tb> CaMg(CO3)2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 30
<tb> Silicate <SEP> soluble <SEP> (comme <SEP> liant
<tb> inorganique) <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Fibres <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Methylcellulose <SEP> 0,2 <SEP> 0,2 <SEP> 0,2
<tb> Analyse <SEP> chimique <SEP> MqO <SEP> 83,2 <SEP> 68,7 <SEP> 67,2
<tb> Fe <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4,0 <SEP> 4,0
<tb> Al2O <SEP> 0,4 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 3
<tb> CaO <SEP> 5,9 <SEP> 15,5 <SEP> 13, <SEP> 8
<tb> Si02 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 2,7 <SEP> 2,8
<tb> perte <SEP> par <SEP> calcination <SEP> 0,9 <SEP> 7,2 <SEP> 10,

  2
<tb> Porosité <SEP> 1100 <SEP> C <SEP> 35,3 <SEP> 34,7 <SEP> 36, <SEP> -0
<tb> (vol.-%) <SEP> à <SEP> 10000 <SEP> C <SEP> 39,2 <SEP> 40,1 <SEP> 44,0
<tb> 14000 <SEP> C <SEP> 34,7 <SEP> 40,6 <SEP> 43,6
<tb> 15500 <SEP> c <SEP> 32,5 <SEP> 37,8 <SEP> 38, <SEP> 1
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> 110  <SEP> C <SEP> 4,3 <SEP> 3,9 <SEP> 3,0
<tb> froid <SEP> sous <SEP> charge
<tb> (N/mm2) <SEP> pour <SEP> 1000  <SEP> C <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 0,7
<tb> 14000 <SEP> C <SEP> 13,1 <SEP> 2,2 <SEP> 1,2
<tb> 15500 <SEP> C <SEP> 31,7 <SEP> 23,4 <SEP> 21,9
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> Adhésion <SEP> à <SEP> la <SEP> couche <SEP> de <SEP> base
<tb> npron <SEP> cou <SEP> ! <SEP> o-H+/+ <SEP> +/0 <SEP> 0
<tb> - <SEP> H- <SEP> solide <SEP> + <SEP> faible <SEP> 0 <SEP> aucune <SEP> adhérence
<tb> 
 
En fonction du matériau de départ,

   la teneur en CaO des matières réfractaires B et C est nettement supérieure à celle de la matière réfractaire A. 



   Il faut savoir que pour un intervalle de température de 10000 C à 14000 C (même du   côté"froid"de   la matière cuite finale), la porosité des mélanqes B et C est nettement supérieure à celle de la matière A, d'où il résulte une meilleure isolation thermique telle que déjà mentionnée précédemment. 



   Les évaluations de la résistance à froid sous charqe d'une matière selon l'invention montrent en outre, que la résistance diminue d'abord franchement, avec une température croissante 
 EMI6.2 
 à savoir jusqu'à une température d'environ 1400  C. Il s'en suit que la matière selon l'invention, du côté"froid", c'est- à-dire du côté éloigné du bain de fusion, ne possède pratiquement pas e pas de résistance spécifique et reste"tendre", alors que du côté   "chaud", c'est-à-dire   le côté exposé à des températures supérieures à   1500    C, elle atteint une résistance élevée par frittage.

   Il découle de cet"effet"que la matière selon l'invention présente seulement une faible adhésion ou ne présente pas d'adhésion à la couche de base   (c'est-à-dire   du côté"froid") d'où résulte avantageusement une facilité de détachement de la matière, après utilisation. 



   Dans la série d'essais II, un coulis réfractaire traditionnel est comparé avec un coulis réfractaire préparé à partir d'une matière selon l'invention contenant une fraction de   caco3   à raison de 25 % en poids. 



   Les caractéristiques et avantages de la matière selon l'invention, décrits à partir de la série d'essais I, sont confirmés par les résultats expérimentaux indiqués à présents. 

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  Tableau d'essais II (toutes les données sont en % pondéral, à moins qu'il en soit spécifié autrement) 
 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> Coulis <SEP> réfractaire <SEP> D <SEP> E
<tb> Matériau <SEP> de <SEP> départ
<tb> Magnésie <SEP> frittée <SEP> 96,7 <SEP> 71,7
<tb> CaCO3 <SEP> - <SEP> 25
<tb> Silicate <SEP> soluble <SEP> (comme <SEP> liant
<tb> inorganique) <SEP> + <SEP> 2,5 <SEP> + <SEP> 2,5
<tb> Fibres <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> + <SEP> 0,5 <SEP> + <SEP> 0,5
<tb> Additifs <SEP> porogènes <SEP> + <SEP> 0,3 <SEP> + <SEP> 0,3
<tb> Analyse <SEP> chimique <SEP> MgO <SEP> 88, <SEP> 0 <SEP> 68, <SEP> 4
<tb> FeZ03 <SEP> 1,0 <SEP> 0,9
<tb> Al <SEP> 203 <SEP> 1,5 <SEP> 1,4
<tb> CaO <SEP> 1,4 <SEP> 14,5
<tb> Si02 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 4,6
<tb> Perte <SEP> par <SEP> calcination <SEP> 1,5 <SEP> 9,0
<tb> Porosité <SEP> 1100 <SEP> C <SEP> 52,2 <SEP> 51,8
<tb> (vol.-%)

   <SEP> à <SEP> 1000  <SEP> C <SEP> 54,6 <SEP> 55,0
<tb> 14000 <SEP> C <SEP> 51,7 <SEP> 57,1
<tb> 15500 <SEP> C <SEP> 48,2 <SEP> 54,6
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> froid <SEP> 110e <SEP> C <SEP> 1,8 <SEP> 1, <SEP> 5
<tb> sous <SEP> charge <SEP> (N/mm2)
<tb> pour <SEP> 1000  <SEP> C <SEP> 1,6 <SEP> 1,4
<tb> 1400  <SEP> c <SEP> 6,8 <SEP> 1,1
<tb> 1550  <SEP> C <SEP> 23,4 <SEP> 18,7
<tb> Adhésion <SEP> à <SEP> la <SEP> couche
<tb> de <SEP> base <SEP> après <SEP> coulée
<tb> ++ <SEP> solide <SEP> + <SEP> faible <SEP> 0 <SEP> aucune <SEP> adhérence
<tb>

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS 1. Matière pour couvrir le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique à partir d'oxyde réfractaire tel que la magnésie frittée, la magnésie-chromite, la dolomie frittée, le minerai de chrome et/ou le dioxyde de zirconium, caractérisée en ce qu'elle contient à 50 % en poids de CaCOg et/ou de MgC03, par rapport à la matière finale, sous forme de dolomie ou de chaux.
  2. 2. Matière selon la revendication l, caractérisée'en ce que la teneur en CACA 3 et/ou MgC03 est comprise entre 10 et 40 % en poids.
  3. 3. Matière selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est constituée par des grains *de granulation inférieure à 2mm.
  4. 4. Matière selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient un liant inorganique, par exemple un silicate soluble, dont la teneur est comprise entre 1 et 3 % en poids par rapport à la matière finale.
  5. 5. Matière selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle contient un liant organique, tel que le novolaquephénolique dont la teneur peut atteindre 5 % en poids par rapport à la matière finale.
  6. . 6. Procédé pour épandre une matière réfractaire selon l'une des revendications 1 à 5 sur le revêtement d'un bassin de fusion métallurgique, caractérisé. en ce qu'on place sous vibrations la matière sèche dans un moule conforme ou bien on l1 étale après gâchage à l'eau'ou on l'applique au pistolet, puis on cuit par un traitement à chaud à une température supérieure à 200. C, avant d'appliquer une seconde matière de composition connue sur la couche préalablement déposée.
BE9100132A 1990-02-16 1991-02-14 Matiere pour couvrir le revetement d'un bassin de fusion metallurgique, a partir d'un oxyde refractaire. BE1004753A5 (fr)

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