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Objet réfraotaire moulé et recuit et sa méthode de fabrioa- tion ".
La présente invention est relative à des perfectionnements dans la fabrication d'objets réfraotaires pleins moulés.
Les objets réfractaires moulés auxquels la présente inven- tion est relative sont produits en faisant fondre ensemble des matières premières, telles que des minerais composés en majeure partie d'alumine, silice, ziroone et analogues, après quoi le produit fondu est ooulé dans des moules de formes et de dimen- sions convenables, et recuit pour diminuer les tensions inter- masselotte nes et empêcher les objets de se fêler, une / étant utilisera l'ouverture de remplissage, pour assurer le remplis- sage optimum de la cavité du moule.
Etant donné la nature des matières utilisées, il y a une grande variation entre le volume du produit fondu à ldétat liqui- de et à l'état solide, de sorte que lors de la solidification un retrait important se produit aveo la conséquence que des fissures et des soufflures sont fréquemment formés à l'intérieur de la pièce moulée. Ceux-ci sont connus communément en teohni- que sous le nom de défauts (" pipe " ) et sont critiquables car ils diminuent la durée et le poids spécifique de la pièce mou- lée.
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A cause de la manière dont la matière réfraotaire fondue se solidifie, et de sa tendance à produire une croûte externe uniforme autour de la pièce moulée par oontaot aveo les surfa- oes plus froides du moule, des objets ayant une hauteur plus grande que la dimension de l'ouverture de ooulée ne pouvaient par conséquent pas,pour être exempts de défauts, être coulés en une seule fois, vu que la matière se solidifiait à l'ouverture et fermait le passage à travers oelle-oi avant que la matière qui se trouvait dans le moule se fût complètement solidifiée.
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d, 1",- à-sJ+é>àà Ceoi empêchait la matière fondue ea tenift jM W cou&& d* d'entrer dans le moule pendant la solidification et le retrait des autres oontenus liquides de celui-ci*
L'objet principal de la présente invention est de produire un objet réfraotaire moulé qui soit exempt de soufflures et autres défauts critiquables, et ait une durée et une utilité très longues.
L'invention consiste à prévoir un objet réfraotaire moulé et recuit possédant un noyau de renforoement en matière réfrao- taire ayant de préférence la même composition que l'objet .
L'invention consiste aussi en une méthode de fabrication de oes objets, oomprenant le remplissage partiel d'une cavité de moule au moyen d'un noyau en matière réfraotaire solidifiée, de forme et de dimensions telles que la profondeur maximum de l'espace entourant le noyau n'est pas sensiblement plus grand que le diamètre de l'ouverture de ooulée du moule, et le remplissage dudit espaoe en une seule coulée de la matière masselotte réfractaire fondue et en se servant d'une /
Le mode de réalisation préféré° de la présente invention va être déorit à titre d'exemple dans le dessin annexé, dans lequel : pig. 1 est une vue en coupe longitudinale à travers un moule prêt à reoevoir de la matière réfraotaire fondue, et montrant un noyau de matière réfractaire solidifiée disposé dam oelui-oi;
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Fig. 2 est une vue en coupe transversale, suivant la li- gne 2-2 de la fig. 1, après qu'on y a versé la matière réfrac- taire fondue et avant qu'elle se solidifie;
Fig. 3 est une vue en perspective renversée, du noyau uti- lisé pour remplir partiellement le moule avant la coulée de l'objet ; et
Fig. 4 est une vue en perpectiv d'un objet produit par la mise en pratique de la présente invention.
En se référant aux dessins, on voit que le moule 10 peut être de n'importe quelle construction et matière préférées , mais on a déterminé que des plaques 11 formées de sable, lié par de l'huile de graine de lin et cuit es sont bien appropriées à cet usage. Ces plaques sont reliées entre elles de toute manière convenable, comme, par exemple, par emploi de pâte à moule ou analogue, et on peut leur donner toutes dimension et forme préférées pour produire l'objet moulu. Dans le présent cas, le moule 10 est représenté préparé pour produire un bloc réfraotaire comme on en emploie pour garnir les bassins de fusion du verre.
Un noyau 12, de la rnatière dont l'objet réfraotaire doit être fait/est coulé dans un moule approprié (non représenté) et ses caractéristiques physiques sont les mêmes que celles de l'objet réfraotaire dans lequel il doit être noyé. Dans sa présente forme, le noyau 12 consiste en un corps rectangulaire 12' pourvus de pieds 13 formés d'une pièce avec lui , par les- quels il est/supporté à une certaine distanoe du fond du moule 10.
Un réoipient 14 de n'importe quelles dimension et forme appropriées est pourvu de couches de briques 15 isolantes au point de vue thermique , sur lesquelles le moule 10 repose.
Si on le désire, une plaque 11' de construction similaire à celle de la plaque 11 qui forme le fond du moule, peut être interposée entre ce dernier et la couche de briques 15 supé- rieure. Après avoir placé le moule dans le récrient, on dispo- -3-
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se des briques isolantes 16 , entre les côtés du moule et les oôtés du récipient, et on remplit les espaces entre les bri- ques 16 d'une matière isolante au point de vue thermique 21 appropriée , telle que le silooel.
Après avoir préparé le moule 10 de la façon susdite, on y place le noyau 12, tel que représenté en fig. 1, et on place sur le moule une?laque supérieure 17, pourvue d'une ouverture oentrale 18 par laquelle la matière réfraotaire fondue est versée. Une plaque 19 ayant une ouverture similaire, est ensui- te disposée sur la plaque de dessus 17 de façon que les ouver- tures correspondent, et un moule ou oanal de ooulée 20, dans lequel la matière réfraotaire liquide doit être versée, est monté sur la plaque 19. L'espace entre le canal de ooulée et les parois du récipient, est ensuite rempli de matière iso- lante 21, et la matière réfractaire est versée dans le moule.
Dans oertains cas, l'introduction du noyau dans le moule sans chauffage préalable ou réchauffage se montrera satisfai- sant, mais certains avantages seront obtenusuand le noyau est chauffé préalablement, transporté au moule pendant qu'il est chaud, et que la matière fondue est versée dans le moule avant que le noyau se soit refroidi de façon appréciable. Le réchauffage du noyau réduit la tendance du gaz à s'accumuler et former des poches entre le noyau et la matière environnante.
De plus, on peut employer un noyau plus grand par rapport à la dimension du bloc puisque l'effet de refroidissement du noyau est réduit dans la proportion où la température est élevée.
Dans la fonnehe réalisation préférée de l'invention, dans laquelle le noyau est de la même matière que le reste de l'ob- jet réfractaire, même quand il est réohauffé à une température atteignant la moitié de la température de fusion, aucune liai- son ne s'effectue entre les matières réfraotaires solides et xxxx liquides, et, en conséquence, il y dans l'objet fini une orique ou couture séparant le noyau de la matière environ-
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nante.
Bien qu'un tel moulage ne soit pas aussi résistant à la corrosion qu'un moulage qui est homogène et exempt de oriques, il y a an avantage marqué au point de vue mécanique, en de que le noyau opère un renforcement du bloc, car même si une crique peut s'y développer, elle ne s'étendra pas à travers le noyau et ce dernier agira pour maintenir les parties ensemble. Etant donné que le noyau est lentement refroidi au centre du bloc, il est certain d'être complètement recuit et exempt de oriques.
Bien qu'il soit préférable que le noyau soit fait de la même matière que le reste du bloc, il est parfois plus avanta- geux d'utiliser un noyau fabriqué en frittant ensemble de la matière réfraotaire ayant des propriétés similaires. Un tel xxxxxxxxxxx noyau jouera le même rôle qu'un noyau moulé pourvu que la température de fusion de la matière soit approximative- ment aussi élevée que oelle de la matière ooulée autour du noyau, de façon qu'aucune liaison se soit effectuée entre le noyau et la matière moulée.
Le plaoement d'un noyau dans le moule, tel que décrit ci- dessus , a pour effet de décroître la profondeur du liquide ooulé autour du noyau, diminuant ainsi la quantité de matière liquide qui doit se solidifier. La matière réfraotaire fondue est versée dans le moule, à travers le oanal de ooulée, pour remplir complètement le moule et remplir pratiquement le oanal de ooulée, et/lorsque la matière se trouvant dans le moule se solidifie et se contracte, de la matière additionnelle coule- râ dans oelui-oi à partir du canal de coulée, De cette manière, il est fourni une quantité de matière réfractaire liquide suf- fisante pour assurer la production d'ne pièce moulée pleine qui remplisse le moule.
Lorsqu'il entre en contact avec les surfaces du moule et du noyau , le liquide commence à faire pri- se et grâce à la disposition symétrique du noyau, la profondeur du liquide est moindre , ou du moins n'est pas sensiblement plus grande que le diamètre de l'ouverture de ooulée de sorte que le
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liquide qui est à l'intérieur du moule se solidifiera avant que celui qui est proche de l'ouverture.
Après que le liquide s'est complètement solidifié, la masselotte est détachée et l'objet achevé, par exemple un bloc 22 (fig. 4) pour bassin de verrerie, peut être enlevé du moule pour le recuit, ou bien oelui-oi peut être effectué en refroidissant lentement l'objet dans le moule. Après le re- cuit, les surfaces de l'objet peuvent être soumises à tout procédé de dressage approprié à rendre ses différentes faces lisses et régulières.
REVENDICATIONS.
1. Un objet réfraotaire moulé et reouit, destina à servir en contact avec du verre fondu, ledit objet étant pourvu d'un noyau de renforcement en matièreréfraotaire ayant de préfé- rence la même composition que l'objet.
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Cast and annealed refraotary object and its method of manufacture ".
The present invention relates to improvements in the manufacture of solid molded refraotaires objects.
The cast refractory articles to which the present invention relates are produced by melting together raw materials, such as ores composed mainly of alumina, silica, ziroone and the like, after which the molten product is molded into molds. of suitable shapes and sizes, and annealed to decrease inter-feeder tensions and prevent objects from cracking, a / being will use the fill opening, to ensure optimum filling of the mold cavity.
Due to the nature of the materials used, there is a great variation between the volume of the molten product in the liquid state and in the solid state, so that during solidification a large shrinkage occurs with the consequence that cracks. and blowholes are frequently formed within the molded part. These are commonly known in technology under the name of "pipe" defects and are open to criticism because they reduce the duration and the specific weight of the cast part.
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Because of the way the molten refractory material solidifies, and its tendency to produce a uniform external crust around the molded part by oontaot with the cooler surfaces of the mold, objects having a height greater than the dimension. of the flow opening could therefore not, in order to be free from defects, be poured all at once, since the material solidified on opening and closed the passage through it before the material which found in the mold would have completely solidified.
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d, 1 ", - à-sJ + é> àà Ceoi prevented the molten material ea tenift jM W cou && d * from entering the mold during solidification and removal of other liquid contents from it *
The main object of the present invention is to produce a molded refractory article which is free from blisters and other criticizable defects, and has a very long life and usefulness.
The invention consists in providing a molded and annealed refractory article having a reinforcing core of refractory material preferably having the same composition as the article.
The invention also consists of a method of manufacturing oes objects, oomprenant the partial filling of a mold cavity by means of a core of solidified refraotaire material, of shape and dimensions such as the maximum depth of the surrounding space. the core is not significantly larger than the diameter of the mold outlet opening, and the filling of said space in a single pour of the molten refractory flyweight material and using a /
The preferred embodiment of the present invention will be deorit by way of example in the accompanying drawing, in which: pig. 1 is a longitudinal sectional view through a mold ready to receive molten refractory material, and showing a core of solidified refractory material disposed in oelui-oi;
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Fig. 2 is a view in cross section, taken along line 2-2 of FIG. 1, after the molten refractory material has been poured into it and before it solidifies;
Fig. 3 is an inverted perspective view of the core used to partially fill the mold prior to casting of the object; and
Fig. 4 is a perspective view of an object produced by the practice of the present invention.
Referring to the drawings, it is seen that the mold 10 can be of any preferred construction and material, but it has been determined that plates 11 formed of sand, bound by linseed oil and cooked are. well suited for this purpose. These plates are interconnected in any suitable manner, such as, for example, by the use of mold dough or the like, and can be given any preferred size and shape to produce the ground article. In the present case, the mold 10 is shown prepared to produce a refraotary block as used to line the glass melting tanks.
A core 12, of the material of which the refraotary object is to be made / is cast in a suitable mold (not shown) and its physical characteristics are the same as those of the refraotaire object in which it is to be embedded. In its present form, the core 12 consists of a rectangular body 12 'provided with feet 13 formed integrally with it, by which it is / supported at a certain distance from the bottom of the mold 10.
A container 14 of any suitable size and shape is provided with layers of thermally insulating bricks 15 on which the mold 10 rests.
If desired, a plate 11 'similar in construction to that of the plate 11 which forms the bottom of the mold, can be interposed between the latter and the top layer of brick 15. After placing the mold in the container, we have -3-
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insulating bricks 16, between the sides of the mold and the sides of the container, and the spaces between the bricks 16 are filled with a suitable thermally insulating material 21, such as silooel.
After having prepared the mold 10 in the aforementioned manner, the core 12 is placed therein, as shown in FIG. 1, and an upper lacquer 17 is placed on the mold, provided with a central opening 18 through which the molten refraotaire material is poured. A plate 19 having a similar opening is then disposed on the top plate 17 so that the openings correspond, and a mold or outlet 20, into which the liquid refractory material is to be poured, is mounted on it. plate 19. The space between the flow channel and the walls of the vessel is then filled with insulating material 21, and the refractory material is poured into the mold.
In some cases, introducing the core into the mold without prior heating or reheating will prove satisfactory, but certain advantages will be obtained when the core is preheated, transported to the mold while it is hot, and the molten material is poured into the mold before the core has cooled appreciably. Heating the core reduces the tendency for gas to accumulate and form pockets between the core and surrounding material.
In addition, a larger core relative to the size of the block can be employed since the cooling effect of the core is reduced in the proportion that the temperature is raised.
In the preferred embodiment of the invention, in which the core is of the same material as the rest of the refractory article, even when it is reheated to a temperature of up to half the melting temperature, no binding. it does not take place between solid and liquid refraotary materials, and, consequently, there is in the finished object an oric or seam separating the core from the surrounding material.
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nante.
Although such a casting is not as corrosion resistant as a casting which is homogeneous and free of orics, there is a marked advantage from a mechanical point of view in that the core reinforces the block, since although a crack may develop there, it will not extend through the nucleus and the nucleus will act to hold the parts together. Since the core is slowly cooled in the center of the block, it is certain to be completely annealed and free from oriques.
While it is preferable that the core be made of the same material as the rest of the block, it is sometimes more advantageous to use a core made by sintering together refractory material having similar properties. Such a xxxxxxxxxxx core will perform the same function as a molded core provided that the melting temperature of the material is approximately as high as that of the material wrapped around the core, so that no bond has been made between the core. and the molded material.
Placing a core in the mold, as described above, has the effect of decreasing the depth of the liquid oouled around the core, thereby decreasing the amount of liquid material that must solidify. The molten refractory material is poured into the mold, through the flow channel, to completely fill the mold and substantially fill the flow tube, and / when the material in the mold solidifies and contracts, additional material It flows into it from the pouring channel. In this way, sufficient liquid refractory material is provided to ensure the production of a solid molded part which fills the mold.
When it comes into contact with the surfaces of the mold and the core, the liquid begins to set and thanks to the symmetrical arrangement of the core, the depth of the liquid is less, or at least not appreciably greater than. the diameter of the flow opening so that the
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liquid that is inside the mold will solidify before the one that is close to the opening.
After the liquid has completely solidified, the weight is detached and the finished object, for example a block 22 (fig. 4) for a glass basin, can be removed from the mold for annealing, or else it can be removed. be done by slowly cooling the object in the mold. After annealing, the surfaces of the object can be subjected to any suitable dressing process to make its different faces smooth and regular.
CLAIMS.
1. A refraotary molded and rewound object intended for use in contact with molten glass, said article being provided with a reinforcing core of refraotary material preferably having the same composition as the article.