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BRIQUE REFRACTAIRE ET PROCEDE POUR SA FABRICATION.
Pour la réalisation du revêtement réfractaire que compor- tent les fours métallurgiques., les fours à ciment et d'autres ouvrages ex- posés à des températures élevées. il est le plus souvent nécessaire de re- lier entre elles les briques du revêtement. A cet effet on procède de maniè- res diverses.
Par exemple, pour une maçonnerie en briques réfractaires basi- ques cuites, telle qu'en briques de magnésite ou de chromite-magnésite, on utilise des mortiers spéciaux ou des tôles ou des toiles métalliques que 1' on intercale entre les briques adjacentes, éventuellement en combinaison avec la couche de mortier.. tandis que les briques non cuites de ce genre sont mu- nies depuis assez longtemps déjà d'un emboîtement en tôle ce qui évite de fa- çonner les tôles sur le chantier de construction ou d9utiliser du mortier à ce chantier.
Le but de ce mortier, ou des intercalaires métalliques,, est d'assurer un frittage des briques adjacentes sous Inaction de la chaleur.
Il en résulte également une compensation de la dilatation, notamment si on utilise des intercalaires en tôle, le retrait des briques (surtout lors de la mise à feu du four) étant compensé par 1?augmentation de volume des inter- calaires métalliques qui se transforment en oxyde.
Les mortiers du genre précité sont livrés à l'usager sous le forme d'un mélange sec en grains pulvérulents. On les transforme sur le chan- tier en une pâte fluide par addition du liant liquide recommandé à cet ef- fet, lequel est., par exemple, une solution de verre soluble. La construc- tion d'une maçonnerie avec des briques séparées par des couches de mortier est un travail d'ouvrier spécialisé.
Il est vrai que cet inconvénient est supprimé si 1?on utilise des briques recouvertes de tôle mais ces briques sont relativement coûteuses et présentent cet autre inconvénient de ne pou- voir être utilisées que telles quelles sont livrées, c'est-à-dire qu'il n'est pas possible de les taillero
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La présente invention a pour but de supprimer ces inconvé- nients, grâce à une brique réfractaire,. de préférence non cuite et en une matière basique, qui porte, au moins sur une face, une couche de mortier recouvrant cette face entièrement ou partiellement et adhérant fortement,, à la brique, c'est-à-dire une couche constituée par un mélange capable d' assurer sous l'action de la chaleur du four la liaison des briques adja- centes.
La couche de mortier est donc préappliquée sur une ou plusieurs faces de la brique, de sorte que pour établir la maçonnerie, il suffit d'aligner et de superposer les briques de la manière employée couramment pour les briques recouvertes de tôle. Au début de la mise en service du four, ou pendant une opération préalable de réchauffage, cette couche de mortier est amenée à un état tel que le frittage des briques s'effectue essentiellement de la même manière qu'avec les mortiers connus jusqu'ici.
En choisissant convenablement la composition du mortier., on peut obtenir que le frittage soit précédé d'un ramollissement de la couche de mortier., ce qui permet d'équilibrer les tensions pouvant prendre naissance par sui- te de la dilatation thermique des briques.
Pour le revêtement intérieur de fours rotatifs à ciment on a déjà proposé des briques réfractaires formées de deux éléments ayant des propriétés physiques différentes, dont l'un.. prévu sur le côté exposé au feu est particulièrement réfractaire, tandis que l'autre.. prévu sur la face dite "froide", se caractérise par d'excellentes propriétés d'isola- tion thermique. Cette brique composite est destinée à présenter à la fois une bonne aptitude à retenir la chaleur et une résistance suffisante au feu, conditions qui sont simultanément imposées notamment aux revêtements de fours tubulaires rotatifs.
Selon cette proposition antérieure, il im- porte de prévoir une couche isolante n'ayant aucun contact avec la bri- que adjacente, alors que la brique suivant l'invention porte une couche de mortier assurant le frittage ultérieur avec la brique adjacente, couche qui est donc très mince.
Dans cette proposition antérieure, la liaison des briques est assurée du fait qu'il s'agit de briques présentant un emboîtement en tôle. Toutefois., l'application de la présente invention aux briques composites connues en soi n'est pas exclue. Bien entendu, l'emboîtement en tôle devient alors inutile.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée,, les particularités qui ressortent tant du des- sin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 représente une brique prismatique selon l'in- vention, identifiée par les arêtes 1 à 12. La couche de liant (hachurée sur la figure) est appliquée sur au moins une face de la brique. Suivant le ty- pe particulier de la magonnerie, on peut naturellement appliquer des couches de mortier de ce genre sur d'autres faces de la brique.
La figure 2 montre de quelle manière on peut remplacer une seule couche de mortier par deux couches 13'en forme de coins,, l'ensem- ble étant façonné de manière que la brique soit encore prismatique. Pendant la construction d'une maçonnerie avec des briques de ce genre, on obtient donc entre deux briques consécutives une couche de liant s'étendant d'un bout à l'autre, la couche en coin de l'une briques complétant la couche en coin de la brique suivante pour former une couche de liant à peu près pris- matique. Sur la face inférieure de la brique que montre la figure 1, on a représenté une couche ayant la forme d'un coin s'étendant sur toute la lar- geur. Bien entendu, si on utilise une telle couche,celle de la face supé- rieure (hachurée sur la figure) doit être supprimée.
La brique ainsi cons- tituée présente donc elle-même une forme en coin et convient très bien au revêtement de fours tubulaires rotatifs ou à la construction de voûtes de fours, de la manière indiquée en détail sur la figure 3. On peut également donner à la brique la forme que montre la figure 4. Dans ce cas on obtient sur le côté exposé au feu une couche de mortier renforcée, destinée à amé-
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liorer la compensation des dilatations thermiques. Ces quelques exemples indiquent que le principe de l'invention se prête à la réalisation de nom- breuses variantes en ce qui concerne la nature., les dimensions et la for- me des couches de mortierainsi que le nombre des faces à recouvrir et des formes des briques.
Suivant qu'il s'agit de briques cuites ou non, la fabrica- tion suivant l'invention est partiellement différente. Si on désire obte- nir des briques non cuites, il convient de mouler en une seule opération la partie réfractaire et la couche de liant. Pour améliorer l'adhérence entre les deux mélanges, on peut augmenter la surface de la première cou- che introduite dans le moule en pratiquant des ondulations superposées ( à l'aide d'une raclette ou d'un outil similaire). Toutefois., on peut égale- ment et avantageusement procéder de la manière ne faisant pas partie du domaine de la technique et décrite dans la demande de brevet autrichien n A 5426-50.
Si on désire obtenir des briques cuites.. on doit appliquer la couche de mortier sur les briques déjà cuites.
Pour les briques non cuites il est possible de faire de même, mais ce n'est pas indispensable. Avec la masse constituant le mortier, on peut par exem- ple mouler un élément en forme de plaque pouvant recevoir une armature ou fil ou en toile métallique destinée à rendre ledit élément moins cassant.
Cette armature peut alors remplacer une partie de l'addition de fer. On peut également envisager l'utilisation d'armatures en matières combustibles(ba- guettes de bois, matières synthétiques, tissus textiles).
Sur les briques, on colle ensuite ces plaques, coins ou élé- ments façonnés autrement par exemple avec du verre soluble ou un liant or- ganique tel que le goudron. Pour la fabrication de briques composites com- portant un élément calorifuge., on a déjà proposé d'assembler deux éléments de la brique à l'aide d'un adhésif réfractaire. Suivant la présente inven- tion, par contre, l'adhésif n'est pas destiné à assembler deux briques ré- fractaires et son seul but est de maintenir temporairement sur la brique la couche de mortier qui assure ensuite la liaison entre les briques. Il est également possible d'appliquer sur la brique cuite ou non un enduit durcis- sant ultérieurement et constitué par un mortier appropriée ce qui peut être effectué mécaniquement d'une manière connue en soi.
Enfin on peut ap- pliquer l'enduit en trempant la brique dans une pâte liquide de mortier et en la faisant sécher, de même qu'il est possible d'enduire la brique d'un adhé- sif, de la rouler dans un mélange plus sec constituant le liant et de la sé- cher ensuite.
On voit que les briques qui doivent être utilisées après avoir été cuites ne peuvent recevoir la couche de mortier qu'après cette cuisson,, à moins qu'on ne procède qu'à une cuisson préalable (rentrant éga- lement dans le cadre de 1?invention), à une température à laquelle la cou- che de mortier n'est pas encore frittées l'opération proprement dite du frittage étant en principe effectuée dans le four à revêtir. Les mortiers présentant les propriétés nécessaires sont connus. Ils se composent par exemple de 70% de poudre de magné site de 17% de poudre de fer et de 13% de terre réfractaire en poudre (Chamotte). Cette masse est liée à l'aide d'une addition de verre soluble.
Pour assurer la liaison même dans les zones relativement froides des joints, on peut incorporer au mortier une addition d'une matière devenant ashésive à chaud. On a trouvé que le gou- dron convient à cet effet.
REVENDICATIONS.
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REFRACTORY BRICK AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURE.
For the production of the refractory lining included in metallurgical furnaces, cement kilns and other works exposed to high temperatures. it is most often necessary to connect the bricks of the facing to each other. This is done in various ways.
For example, for a masonry of basic fired refractory bricks, such as magnesite or chromite-magnesite bricks, special mortars or metal sheets or wire mesh are used which are interposed between the adjacent bricks, possibly. in combination with the layer of mortar .. whereas uncooked bricks of this kind have for quite a long time already been provided with a sheet metal interlocking which avoids shaping the sheets on the construction site or using mortar to this site.
The purpose of this mortar, or metal spacers, is to ensure sintering of adjacent bricks under the inaction of heat.
This also results in compensation for expansion, particularly if sheet metal spacers are used, the shrinkage of the bricks (especially when the furnace is fired) being compensated by the increase in volume of the metal spacers which are transformed. in oxide.
Mortars of the aforementioned type are delivered to the user in the form of a dry mixture of powdery grains. They are processed on site into a flowable paste by addition of the liquid binder recommended for this purpose, which is, for example, a water glass solution. The construction of masonry with bricks separated by layers of mortar is the work of a skilled worker.
It is true that this disadvantage is eliminated if bricks covered with sheet metal are used, but these bricks are relatively expensive and have the further disadvantage of only being able to be used as they are delivered, that is to say that they can only be used as delivered. 'it is not possible to cut them
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The object of the present invention is to eliminate these drawbacks, thanks to a refractory brick. preferably unbaked and made of a basic material, which bears, at least on one face, a layer of mortar covering this face entirely or partially and adhering strongly to the brick, that is to say a layer consisting of a mixture capable of ensuring, under the action of the heat of the furnace, the bonding of the adjacent bricks.
The layer of mortar is therefore pre-applied on one or more faces of the brick, so that to establish the masonry, it suffices to align and overlap the bricks in the manner commonly used for bricks covered with sheet metal. At the start of commissioning of the furnace, or during a preliminary reheating operation, this layer of mortar is brought to a state such that the sintering of the bricks takes place essentially in the same way as with the mortars known hitherto. .
By suitably choosing the composition of the mortar, it is possible to obtain that the sintering is preceded by a softening of the layer of mortar, which makes it possible to balance the stresses which may arise as a result of the thermal expansion of the bricks.
For the interior lining of rotary cement kilns, refractory bricks made up of two elements having different physical properties have already been proposed, one of which .. provided on the side exposed to the fire is particularly refractory, while the other .. provided on the so-called "cold" side, is characterized by excellent thermal insulation properties. This composite brick is intended to exhibit both good ability to retain heat and sufficient resistance to fire, conditions which are simultaneously imposed in particular on the linings of rotary tube furnaces.
According to this previous proposal, it is important to provide an insulating layer having no contact with the adjacent brick, while the brick according to the invention carries a layer of mortar ensuring subsequent sintering with the adjacent brick, which layer. is therefore very thin.
In this prior proposal, the bricks are connected because they are bricks having a sheet metal interlocking. However, the application of the present invention to composite bricks known per se is not excluded. Of course, the sheet metal interlocking then becomes unnecessary.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will clearly explain how the invention can be carried out, the particular features which emerge both from the drawing and from the text, of course. , part of said invention.
Figure 1 shows a prismatic brick according to the invention, identified by edges 1 to 12. The binder layer (hatched in the figure) is applied to at least one face of the brick. Depending on the particular type of masonry, it is of course possible to apply layers of mortar of this kind to other faces of the brick.
Figure 2 shows how a single layer of mortar can be replaced by two wedge-shaped layers 13 ', the whole being shaped so that the brick is still prismatic. During the construction of a masonry with bricks of this kind, one thus obtains between two consecutive bricks a layer of binder extending from one end to the other, the corner layer of one brick completing the layer in corner of the next brick to form a roughly prmatical binder layer. On the underside of the brick shown in FIG. 1, there is shown a layer in the form of a wedge extending over the entire width. Of course, if such a layer is used, that of the upper face (hatched in the figure) must be omitted.
The brick thus formed therefore itself has a wedge shape and is very suitable for lining rotary tube furnaces or for the construction of furnace vaults, as shown in detail in Figure 3. It is also possible to give brick the shape shown in figure 4. In this case we obtain on the side exposed to the fire a layer of reinforced mortar, intended for
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improve the compensation of thermal expansion. These few examples indicate that the principle of the invention lends itself to the realization of numerous variants as regards the nature, dimensions and shape of the layers of mortar as well as the number of faces to be covered and of the shapes. bricks.
Depending on whether they are fired bricks or not, the manufacture according to the invention is partially different. If it is desired to obtain unbaked bricks, the refractory part and the binder layer should be molded in a single operation. To improve the adhesion between the two mixtures, the surface area of the first layer introduced into the mold can be increased by making superimposed corrugations (using a squeegee or similar tool). However, it is also and advantageously possible to proceed in the manner not forming part of the field of the art and described in Austrian patent application No. A 5426-50.
If you want to obtain fired bricks .. you must apply the layer of mortar on the already fired bricks.
For unbaked bricks it is possible to do the same, but it is not essential. With the mass constituting the mortar, it is possible, for example, to mold an element in the form of a plate capable of receiving a reinforcement or wire or made of metal mesh intended to make said element less brittle.
This reinforcement can then replace part of the addition of iron. It is also possible to envisage the use of reinforcements made of combustible materials (wooden rods, synthetic materials, textile fabrics).
These plates, corners or otherwise shaped elements are then glued onto the bricks, for example with water glass or an organic binder such as tar. For the manufacture of composite bricks comprising a heat-insulating element, it has already been proposed to assemble two elements of the brick using a refractory adhesive. According to the present invention, on the other hand, the adhesive is not intended to assemble two refractory bricks and its only purpose is to temporarily maintain on the brick the layer of mortar which then provides the bond between the bricks. It is also possible to apply to the brick, whether or not fired, a coating which hardens subsequently and consists of a suitable mortar, which can be carried out mechanically in a manner known per se.
Finally, the plaster can be applied by dipping the brick in a liquid mortar paste and letting it dry, just as it is possible to coat the brick with an adhesive, to roll it in a mixture. drier constituting the binder and then drying it.
It can be seen that the bricks which must be used after having been fired can only receive the layer of mortar after this firing, unless only a preliminary firing is carried out (also falling within the scope of 1 (invention), at a temperature at which the mortar layer has not yet been sintered, the actual sintering operation being carried out in principle in the furnace to be coated. Mortars having the necessary properties are known. They consist, for example, of 70% magnesium powder, 17% iron powder and 13% powdered refractory earth (Chamotte). This mass is linked with the help of an addition of water glass.
To ensure the bond even in the relatively cold areas of the joints, it is possible to incorporate in the mortar an addition of a material which becomes adhesive when hot. Tar has been found to be suitable for this purpose.
CLAIMS.
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