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Procédé et appareil pour fabriquer du laitier cellulaire.
On sait qu'on peut fabriquer des matériaux de construction et d'isolement poreux en gonflant au moyen d'eau le laitier ou des matières analogues. Ces procédés sont employés actuellement sur une grande échelle pour la fabrication de ce qu'on appelle "bims métallurgique" ou "pierre ponce artificielle" et d'autres matériaux poreux analogues, et l'on a imaginé et breveté une série de différents appareils pour la fabrication de ces maté- riaux. Dans tous ces appareils le laitier est solidifié directe- ment, de sorte qu'on obtient du laitier en morceaux ne se lais- sant pas façonner, et qu'on divise en grains d'une grosseur appropriée. Si l'on veut le mouler, il faut le mélanger à du ciment ou à un liant analogue.
La demanderesse a développé déjà depuis longtemps un procédé basé sur un tout autre principe,
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selon lequel on exécute le procédé dans un appareil à mousse fermé où l'eau est injectée dans le laitier fondu, un brassage étant produit à l'aide d'un agitateur refroidi par l'eau.
Ce procédé présente l'avantage qu'on obtient grâce à lui un laitier cellulaire liquide qu'on peut mouler sous forme de pierres artificielles ou de dalles sans employer des liants spéciaux. Il est clair qu'un tel procédé est très avantageux.
Poussant plus loin l'étude de la question, la demanderes- se a mis sur pied un appareil plus perfectionné et notablement plus simple, qui fait l'objet de la présente invention. L'appa- reil conforme à l'invention est aussi simple que celui employé pour la fabrication du bims métallurgique ordinaire, mais il permet de fabriquer le laitier cellulaire à l'état de mousse liquide ou en touscas plastique, de sorte qu'on peut mouler le laitier et en même temps refroidir lentement le matériau moulé, ce qui a pour résultat que la fragilité du matériel disparait ou est au moins notablement diminuée.
L'appareil conforme à l'invention est constitué par un tambour métallique refroidi par l'eau, qui occupe une position inclinée et qui durant son fonctionnement tourne ou oscille autour de son axe. On introduit le laitier liquide en courant ininterrompu dans l'extrémité supérieure du tambour conjointe- ment avec l'eau, et on règle la durée de passage du laitier en faisant varier l'inclinaison du tambour, sa vitesse de rotation et le rapport entre la quantité de laitier et la quantité d'eau.
Pour fabriquer du laitier cellulaire liquide, la demanderesse employait dans son appareil primitif un excès d'eau (2 à 3% de la quantité de laitier); l'eau s'y vaporisait complètement et la mousse de laitier produite quittait l'appareil sans être mélangée à de l'eau liquide. A la différence de ceci, on emploie généralement suivant la présente invention un excès d'eau tel qu'à l'extrémité inférieure du tambour il y ait encore, en plus de laitier cellulaire, de l'eau liquide, que l'on peut toutefois @
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séparer facilement du laitier cellulaire en munissant le tambour, à son extrémité inférieure, de perforations, fentes ou autres ouvertures analogues appropriées ou en recueillant le laitier cellulaire sur une grille refroidie par l'eau, sur un transpor- teur en tissu métallique ou sur un dispositif analogue,
de ma- nière que l'excès d'eau puisse s'écouler à travers la grille ou entre les mailles du transporteur et soit éliminé avant la so- lidification de la mousse de laitier ou avant que celle-ci se refroidisse trop notablement.
Si on le désire, on peut donner au tambour rotatif une sur- face intérieure ondulée ou autrement pourvue de saillies. Ceci oblige la mousse à participer plus longtemps à la rotation du tambour en roulant sur place ou en retournant en arrière. On soumet ainsi la mousse à un traitement mécanique plus intense et plus uniforme.
Selon le rapport adopté entre la quantité d'eau et la quantité de laitier et selon la viscosité et la composition du laitier, on peut produire dans l'appareil conforme à l'invention soit des grains (pilules de laitier) incandescents de la grosseur d'un pois et davantage, soit du laitier cellulaire moulable di- rectement qui se prête à un façonnage immédiat. Avantageusement, on traite ce matériau avant le moulage, conformément à des pro- cédés plus anciens de la demanderesse, au moyen de cylindres refroidis par l'eau, ce qui a pour effet de fixer les fines bulles dans la mousse.
En choisissant de manière appropriée l'écar- tement des cylindres, la vitesse de passage, etc, on peut à vo- lonté exécuter cette déformation de telle sorte que le matériau laminé entre les cylindres se ressoude sans qu'on puisse y déceler des surfaces de séparation. Ce matériau convient alors pour la fabrication de pierres moulées, de dalles et de blocs.
On peut aussi exécuter le laminage de manière que les produits laminés ne se ressoudent pas. On obtient ainsi un matériau qui, à @
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l'état divisé, peut être employé, en combinaison avec du ciment ou avec des liants analogues, pour la fabrication de béton léger, de pierres de construction isolantes ou de produits ana- logues. En raison de la grande finesse de ses bulles gazeuses, le matériau laminé est extrêmement résistant, homogène et en même temps léger et présente de grands avantages en comparaison des matériaux qu'on produit par les procédés habituels de fabri- cation du bims métallurgique.
L'appareil conforme à l'invention a une très notable supé- riorité sur les appareils à mousse décrits antérieurement par la demanderesse. Tandis que dans ceux-ci la paroi de l'appareil et l'agitateur se recouvraient d'une épaisse couche de laitier solidifié qui rétrécissait le passage et faisait que la chambre de l'appareil avait un volume indéterminé et essentiellement va- riable, et que de temps à autre il advenait même que des morceaux de laitier solidifié se mélangeaient à la mousse, le nouvel appa- reil demeure parfaitement propre. En effet, aucune incrustation ne se forme sur la paroi métallique refroidie par l'eau. Ceci est notamment vrai quand la surface de la paroi est maintenue, comme en l'occurrence, à l'état mouillé.
Le laitier et la mousse cou- lent facilement sur la surface du métal, qui présente si peu de frottement qu'elle agit comme une surface huilée.
L'appareil conforme à l'invention présente aussi un grand avantage du fait qu'on peut l'inspecter et suivre le procédé dans toutes ces phases, de sorte qu'on peut à tout moment vérifier aisément si les opérations évoluent de la manière voulue.
Un exemple d'exécution de l'invention est représenté sur la fig. 1 du dessin annexé, où 1 est une goulotte refroidie par l'eau, par laquelle le laitier liquide coule dans la partie su- périeure d'un tambour métallique 2 refroidi par l'eau. Le tambour a une double paroi 3 qui peut être ouverte à son extrémité su- périeure. L'eau de refroidissement y est injectée en 4. Elle
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est évacuée en 5. La ligne pointillée indique le niveau d'eau dans la paroi du tambour. L'eau servant à faire mousser le laitier est amenée en 6. La référence 7 désigne la mousse de laitier qui s'écoule de l'extrémité inférieure du tambour con- jointement avec l'excès d'eau.
La mousse glisse ensuite sur une grille constituée par des tuyaux longitudinaux 8 et 9 re- froidis par l'eau, représentée plus en détail sur la fig. II, où l'eau descend dans les intervalles entre les tuyaux pour être recueillie en 10, tandis que la mousse glisse sur les tuyaux et passe entre des cylindres 11, refroidis par l'eau, dont l'écar- tement est d'environ 6 mm. Il se forme ainsi un ruban de lai- tier cellulaire qui tombe en 12 sur un transporteur en tissu métallique ou dispositif analogue. Au lieu d'un transporteur on peut installer une machine à mouler des pierres artificielles, blocs ou produits analogues.
Toutefois, on peut aussi laminer la mousse en plaques de largeur et d'épaisseur appropriées qu'on divise ultérieurement en pierres artificielles ou pièces d'une autre forme. Après le moulage il est utile de soumettre les matériaux à un refroidis- sement lent, afin d'obtenir un matériau solide et durable.
Il est clair que le procédé peut être appliqué à des lai- tiers ou produits analogues, ayant une composition relativement variable, dans les limites définies par l'aptitude du laitier à former une mousse avec l'eau.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour transformer du laitier liquide ou une matière analogue en un matériau cellulaire ressemblant à une mousse, caractérisé en ce qu'on traite le laitier en fusion au moyen d'eau dans un tambour métallique creux, rotatif ou oscil- lant, refroidi par l'eau.
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A method and apparatus for making cellular slag.
It is known that porous building and insulation materials can be made by swelling slag or the like with water. These processes are currently employed on a large scale for the manufacture of so-called "metallurgical bims" or "artificial pumice stone" and other similar porous materials, and a series of different devices have been devised and patented for. the manufacture of these materials. In all these devices the slag is solidified directly, so that slag is obtained in pieces which cannot be shaped, and which is divided into grains of an appropriate size. If it is to be molded, it must be mixed with cement or a similar binder.
The applicant has already developed a process based on a completely different principle for a long time,
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wherein the process is carried out in a closed foam apparatus where water is injected into the molten slag, stirring being produced by means of a water-cooled stirrer.
This process has the advantage that, thanks to it, a liquid cellular slag is obtained which can be molded in the form of artificial stones or slabs without using special binders. It is clear that such a method is very advantageous.
Further studying the question, the Applicant has developed a more improved and notably simpler apparatus which forms the subject of the present invention. The apparatus according to the invention is as simple as that employed for the manufacture of ordinary metallurgical bims, but it makes it possible to manufacture the cellular slag in the form of liquid foam or in any plastic case, so that it is possible molding the slag and at the same time slowly cooling the molded material, with the result that the brittleness of the material disappears or is at least noticeably reduced.
The apparatus according to the invention consists of a metal drum cooled by water, which occupies an inclined position and which during its operation rotates or oscillates around its axis. The liquid slag is introduced in an uninterrupted stream into the upper end of the drum together with the water, and the duration of the passage of the slag is regulated by varying the inclination of the drum, its speed of rotation and the ratio between the slag. amount of slag and amount of water.
To manufacture liquid cellular slag, the Applicant used in its original apparatus an excess of water (2 to 3% of the quantity of slag); the water vaporized there completely and the slag foam produced left the apparatus without being mixed with liquid water. Unlike this, in accordance with the present invention, excess water is generally employed such that at the lower end of the drum there is still, in addition to cellular slag, liquid water, which can be obtained. however @
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easily separate cellular slag by providing the drum at its lower end with suitable perforations, slits or other similar openings or by collecting the cellular slag on a water-cooled grid, on a wire conveyor or on a analog device,
so that excess water can drain through the screen or between the conveyor meshes and be removed before the slag foam solidifies or before it cools too noticeably.
If desired, the rotating drum may be provided with a corrugated or otherwise protruded inner surface. This forces the foam to participate longer in the rotation of the drum by rolling in place or by turning back. The foam is thus subjected to a more intense and more uniform mechanical treatment.
Depending on the ratio adopted between the amount of water and the amount of slag and according to the viscosity and composition of the slag, it is possible to produce in the apparatus according to the invention either incandescent grains (milk pills) of the size of One pea and more, is directly moldable cellular slag which lends itself to immediate shaping. Advantageously, this material is treated before molding, in accordance with the applicant's older methods, by means of water-cooled rollers, which has the effect of fixing the fine bubbles in the foam.
By appropriately choosing the spacing of the rolls, the speed of passage, etc., it is possible to carry out this deformation in such a way that the material rolled between the rolls is welded together without any visible surfaces. of seperation. This material is then suitable for the manufacture of cast stones, slabs and blocks.
The rolling can also be carried out so that the rolled products do not weld together. We thus obtain a material which, at @
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the divided state may be used, in combination with cement or similar binders, for the manufacture of lightweight concrete, insulating building stones or the like. Owing to the great fineness of its gas bubbles, the rolled material is extremely resistant, homogeneous and at the same time light and presents great advantages compared to the materials produced by the usual methods of manufacturing metallurgical bims.
The apparatus in accordance with the invention has a very notable superiority over the foam apparatuses previously described by the Applicant. While in these the wall of the apparatus and the agitator were covered with a thick layer of solidified slag which narrowed the passage and caused the chamber of the apparatus to have an indeterminate and essentially variable volume, and that from time to time it even happened that pieces of solidified slag mixed with the foam, the new appliance remained perfectly clean. Indeed, no encrustation is formed on the metal wall cooled by the water. This is particularly true when the surface of the wall is maintained, as in this case, in the wet state.
Slag and foam flow easily over the surface of the metal, which has so little friction that it acts like an oiled surface.
The apparatus according to the invention also has a great advantage in that it can be inspected and the process followed in all these phases, so that it can easily be checked at any time whether the operations are progressing in the desired manner. .
An exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 1 of the accompanying drawing, where 1 is a water-cooled chute, through which liquid slag flows into the upper part of a water-cooled metal drum 2. The drum has a double wall 3 which can be opened at its upper end. The cooling water is injected into it at 4. It
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is drained at 5. The dotted line indicates the water level in the drum wall. The water for frothing the slag is fed to 6. Reference numeral 7 denotes the foam slag which flows from the lower end of the drum together with the excess water.
The foam then slides on a grid formed by longitudinal pipes 8 and 9 cooled by water, shown in more detail in FIG. II, where the water descends in the gaps between the pipes to be collected at 10, while the foam slides on the pipes and passes between cylinders 11, cooled by water, the spacing of which is approximately 6 mm. A sliver of cellular milk is thus formed which falls at 12 onto a wire cloth conveyor or the like. Instead of a conveyor, a machine for molding artificial stones, blocks or similar products can be installed.
However, the foam can also be rolled into slabs of suitable width and thickness which are subsequently divided into artificial stones or pieces of another shape. After molding it is useful to subject the materials to slow cooling, in order to obtain a strong and durable material.
It is clear that the process can be applied to milks or the like, having relatively variable composition, within the limits defined by the ability of the slag to form a foam with water.
CLAIMS ---------------------------
1.- A process for transforming liquid slag or the like into a cellular material resembling a foam, characterized in that the molten slag is treated by means of water in a hollow metal drum, rotating or oscillating, water cooled.