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La présente invention concerne la formation d'un liant céramique thermoduroissant servant pour les matériaux réfractaires en forme de grains.
L'invention a pour objet la préparation d'un mélange liant com- prenant deux substances réactives, dont l'une est de nature calcareuse et l'autre de nature silicieuse, lesquelles lorsqu'elles. sont chauffées, for- ment d'abord du liquide à une température relativement basse et réagissent ensuite pour former un silicate de calcium fortement réfractaire au moins aussi basique que l'orthosilicate.
Un autre objet de la présente invention est de produire par des moyens simples et économiques, un liant réfractaire de silicate de calcium ayant des possibilités d'application très variées, pouvant par exemple être employé pour agglomérer des particules de grains réfractaires de nature soit basique, soit neutreo
Il est connu depuis quelque temps déjà (brevet U.S.A. 2.
721.131, brevet Canadien 5060763) que les particules réfractaires basiques sous for- me de grains consistant essentiellement en chaux et magnésie, peuvent être agglomérées au moyen d'un silicate acide à bas point de fusion renfermant 42 à 74% de silice, pourvu que ces particules réfractaires basiques sous forme de grains renferment une quantité de chaux d'au moins 6% en excès par rapport à celle qui est nécessaire pour former l'orthosilicate de cal- cium (2 CaOSiO2) avec toute la silice des dites particules et pourvu éga- lement que dans le mélange total le rapport chaux à silice en poids ne soit pas inférieur à 1,87 Ces conditions sont parfois difficiles à réunir,
et plus particulièrement la condition que les particules sous forme de grains renferment au moins 6% de chaux en excès par rapport à celle qui est néces- saire pour former l'orthosilicate de calcium avec la silice dans les dites particules; cela élimine automatiquement l'emploi de toutes les matières réfractaires à l'état de grains du commerce ne consistant essentiellement qu'en magnésie, en magnésie et minerai de chrome, ou seulement en minerai de chrome, et élimine également même les réfractaires renfermant de la chaux, mais dans lesquels ou bien le rapport chaux à silice ne dépasse pas 1,87 ou bien il dépasse cette valeur mais possède un excès de chaux inférieur aux 6% spécifiés.
Cependant, il a été maintenant trouvé que l'on peut utiliser des silicates à bas point de fusion pour agglomérer tous les types de réfractai- res sous forme de grains qui ne pouvaient pas être utilisés jusqu'à présent, pourvu que l'on ajoute en même temps qu'une quantité inférieure de silicate à bas point de fusion, la quantité nécessaire de matière renfermant de la chaux, telle que de la dolomie ou calcaire pour transformer pratiquement toute la silice du mélange total, en orthosilicate de calcium par applica- tion de la chaleur. Cette nouvelle pratique consiste par conséquent en une invention qui est applicable à une grande variété de matières en grains, comprenant pratiquement tous les réfraotaires commerciaux de magnésie et de minerais de chrome, ainsi que ceux renfermant de l'orthosilicate de calcium sans excès appréciable de chaux.
Dans la pratique de l'invention, on peut lier une matière gra- nulaire du genre déjà décrit 1 / en lui mélangeant de 5 à 25% (selon les conditions particulières de chaque cas) d'un silicate facilement fusible, tel que de la scorie phosphoreuse de four consistant essentiellement en métasilicate de calcium (CaO SiO2 ) et renfermant des proportions presque égales de chaux et desilice, ou bien un silicate de calcium ou de calcium- magnésium à bas point de fusion, et comme constituant basique une quantité de dolomie ou chaux calcinée ou non-calcinée suffisante (avec toute chaux déjà présente) pour transformer à l'équilibre final pratiquement toute la
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silice du mélange en orthosilicate de calcium, ensuite 2,/.
placer le mélan- ge en toute position désirée, telle que sur une surface érodée sur les pa- rois ou fond d'un four à réverbère ou d'un four électrique à acier, 3 / appliquer une chaleur suffisante pour la fusion du silicate non-réfractaire, lequel sous forme liquide recouvre toutes les particules du mélange, et 4 / continuer à chauffer pour provoquer une réaction entre la silice et la chaux, qui forment ensemble un orthosilicate réfractaire de calcium, en consolidant ainsi la masse et en la rendant si réfractaire qu'elle soit relativement non-affectée par la chaleur du four à la température opératoi- re maximum.
On notera que l'invention est de grande portéeo Non seulement il est possible de faire varier la composition du réfractaire granulaire qui soit être aggloméré, mais on peut également faire varier les dimensions des grains, et cela entre de larges limites. Normalement, on peut produire un-réfractaire granulaire approprié en broyant le produit aggloméré d'un four rotatif ou autre four jusqu'à une dimension maximum de 0,25 à 0,50 pouce, en retenant toutes les fines qui ont été produites, mais la méthode peut également s'appliquer avec succès à un produit de dimensions plus grandes, d'une dimension maximum de 0,75 à 1,00 pouce, ou à un produit dont une fraction de fines a été enlevée.
A l'extrême opposée, un minerai de chrome relativement inerte devant être aggloméré peut, si on le désirée être broyé jusqu'à 10 "mesh" ou moins, toutes les fines étant conservées, et être encore consolidé de manière satisfaisante en utilisant des propor- tions appropriées de dolomie et de silicate non réfractaire. La plupart des produits devant être agglomérés sont des magnésies calcinées à mort, et celles-ci devraient être d'au moins 50% en poids à dimensions plus gran- des que 20 "mesh" .
Il y a trois conditions majeures requises pour le silicate non- réfractaireo La première est la fusibilité facile, qui peut être considérée comme une fusion pratiquement complète, ou bien la formation d'au moins 50% de liquide à 1500 C (2732 Fo) pour agir comme liant. La quantité de liquide présente à cette température devrait également être d'au moins 5% en poids du mélange final.
La seconde condition pour le silicate non-réfractaire concerne la composition, laquelle de préférence doit être telle que pratiquement tout le liquide formé d'abord soit éliminé dans la réaction subséquent avec la chauxo Pour cette raison, sa teneur en alumine doit en général être inférieure à 20% afin d'éviter, par exemple, la formation d'une quantité appréciable de gehlenite (2 CaO Al2o2 Sio2) laquelle, comme elle fond ellemême à 1590 C (2894 F) forme avec forthosilicate de calcium un eutectique qui fond à 1545 C (2813 F), et avec moins de silicates basiques de calcium un eutectique dont le point de fusion est aussi bas que 1310 C (2390 F)o Une objection similaire peut être faite pour l'oxyde de fer,
lequel de préférence ne doit pas être présent dans le mélange final en quantjé ne dépassant pas 5 à 10% Bien entendu, la magnésie -qui fréquemment est le constituant majeur de la matière devant être agglomérée- forme des compo- sés réfractaires aussi bien avec l'alumine qu'avec l'oxyde de fer, mais ceux-ci à leur tour forment des eutectiques à bas point de fusion avec l'orthosilicate de calcium, lesquels sont nuisibles si le pouvoir réfrac- taire maximum du mélange doit être conservé. Lorsque le pouvoir réfractaire inférieur est acceptable et que la densité élevée constitue un objectif majeur, la présence de plus d'alumine ou d'oxyde de fer pourra même être désirable.
La troisième condition du silicate non-réfractaire concerne les dimensions de grains, qui soivent être réglées de telle manière qu'il exis-
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tera dans le mélange final à un moment donné assez de liquide silicieux pour recouvrir toutes les particules granulaires basiques ou neutres, ainsi que celles du constituant calcareux, et produire ainsi leur agglomération.
L'une des conditions qui doit être évitée est celle où le silicate à bas point de fusion est finement broyé et est ensuite mélangé avec une propor- tion appréciable de fines renfermant de la chaux réactive et dans ce cas, quoique du liquide soit formé à mesure que le silicate fond, il pourra réagir immédiatement avec les fines basiques et être éliminé sans qu'il existe dans la masse à n'importe quel moment assez de liquide pour recou- vrir les particules grossières et agglomérer la masse.
En général, on obtiendra les conditions désirées si le silcate non-réfractaire est à grains relativement gros ayant par exemple des di- mensions traversant un écran de 6 "mesh" mais dont au moins 50% seront retenus par un écran de 20 "mesh". Par chauffage, chaque particule du si- licate non-réfractaire fondra en formant assez de liquide pour recouvrir les particules solides adjacentes dans le mélange avant que la réaction. de transformation en orthosilicate de calcium ne soit trop avancée. Si ce- pendant, les fines ont été enlevées des constituants basiques du mélange, les dimensions des grains du constituant non-réfractaire ont comparative- ment peu d'importance, car il fondra avant que la réaction ne soit fort avancée et fournira une quantité adéquate de liquide comme liant.
Il est également possible de contrôler ,les dimensions des grains des constituants de telle sorte qu'un silicate à bas point de fusion soit formé "in situ" par les réactions initiales qui se passent dans le mélange, cette alternative formant une partie importante de l'invention. Par exemple, si le réfractaire granulaire qui doit être aggloméré est constitué essen- tiellement par de la magnésie et la grosseur des grains est plus grande que 20 mesh, et si l'on emploie une dolomie de-6+20 mesh, on choisira avan- tageusement une silice fine (-100 mesh) au lieu d'un silicate à bas point de fusion, car un eutectique à bas point de fusion sera d'abord formé par réaction avec une partie de la chaux et de la magnésie présente et cet eutectique réagira ensuite avec la chaux restante et sera converti en ortho- silicate de calcium et periclase,
le tout étant fortement aggloméré sous forme d'une masse très réfractaire.
Si le silicate à bas point de fusion est à l'état de fins grains, la dolomie ou autre constituant calcareux du mélange doit être à grains relativement gros, par exemple pratiquement 20 mesh, mais si le silicate est à gros grains, il pourrait être avantageux que la dolomie soit à l'état de fines pour obtenir la densité désirée du produit, car toutes autres choses étant égales .es matières réfraxtaires s'agglomèrenk normalement et se déposent mieux lorsqu'elles contiennent substantiellement assez de fines pour rem- plir les vides entres les particules plus grosses.
Le dépôt est en général bon lorsqu'un.-constituant basique à gros grains et un constituant acide à grains fins, ou bien un constituant basique à grains fins et un constituant acide à gros grains réagissent entre eux, car dans les deux cas il y a formation adéquate de liquide.
Dans tous les cas, il doit y avoir assez de matière calcareuse, normalement entre 5 et 30%, dans le mélange final pour produire un rapport total chaux à silice au moins aussi élevé que 1,87, qui est le rapport présent dans l'orthosilicate de calcium.
Quelques exemples typiques seront maintenant donnés, choisis parmi des essais pratiques effectués, pour illustrer la portée étendue de l'invention et pour indiquer les conditions devant être'observées pour les meilleurs résultats de réalisation pratique de l'invention.
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Exemple 1.
Dans cet essaie on a employé un mâchefer de magnésie contenant 0,5% de chaux en excès par rapport à la quantité requise pour former de l'orthosilicate de calcium avec toute la silice contenue dans le mhefer, excès qui est beaucoup trop faible pour permettre l'agglomération par l'em- ploi (comme dans la technique connue jusqu'à présent) de seulement un sili- cate acide à bas point de fusion. Le silicate non-réfractaire employé était une scorie de haut-fourneau à cuivre à l'état de grains, contenant un mi- nimum de fines, et on a choisi comme source de la chaux une dolomie oalci- née à mort.Les détails sont donnés dans l.e tableau I qui suit:
TABLEAU Io Préparation d'un mélange réfractaire auto-agglomérant.
EMI4.1
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(a) <SEP> Composition <SEP> chimique.
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<tb>
<tb>
<tb>
Matériaux <SEP> Dimensions <SEP> de <SEP> grains <SEP> CaO <SEP> siO2 <SEP> CaO/SiO2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésie <SEP> -4 <SEP> mesh <SEP> 16,8 <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 1,93
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Scorie <SEP> -6 <SEP> mesh <SEP> 21,0 <SEP> 47,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomie-6 <SEP> mesh <SEP> 51,6 <SEP> 1,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (b) <SEP> Mélange <SEP> % <SEP> en <SEP> -poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésie <SEP> 81,2 <SEP> 13,64 <SEP> 7,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Scorie <SEP> 8,0 <SEP> 1,68 <SEP> 3,79
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomie <SEP> 10,8 <SEP> 5,57 <SEP> 0,12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mélange <SEP> final <SEP> 100,0 <SEP> 20,89 <SEP> la, <SEP> 97 <SEP> 1,
<SEP> 90 <SEP>
<tb>
Le mélange décrit dans le tableau I fut placé dans un four pré- chauffé à 1550 C (2822 F)o La scorie, ayant un point de fusion d'environ 1250 C (2282 F) fondait de suite, recouvrait la scorie et les particules de dolomie avec du liquide, et lorsu'ellefut soumise à des essais Près 30 minutes, la masse était durcie et agglomérée par réaction de la chaux et de la silice dans les trois constituants pour former de l'orthosilicate de calcium réfractaire avec élimination pratiquement complète du liquide.
Exemple 2.
/
On a employé le même mâchefer et la même dolomie dans cet essai, et les conditions de la cuisson étaient similaires, mais le silicate choi- si à bas point de fusion était une scorie phosphoreuse de four renfermant 47,0% caO et 42,6% siO2 et broyée pour traverser un tamis de 6 mesh. Les proportions des constituants et la composition partielle du produit sont damées dans le tableau II qui suit.
EMI4.2
<tb>
TABLEAU <SEP> II. <SEP> Essai <SEP> avec <SEP> une <SEP> scorie <SEP> phosphoreuse <SEP> de <SEP> four.
<tb>
<tb>
Matière <SEP> % <SEP> poids <SEP> CaO <SEP> Si02 <SEP> Cao <SEP> SiO2
<tb>
<tb> Magnésie <SEP> 86,6 <SEP> 14,55 <SEP> 7,53 <SEP> 1,93
<tb>
<tb> Scorie <SEP> 8,0 <SEP> 3,76 <SEP> 3,41
<tb>
<tb> Dolomie <SEP> 5,4 <SEP> 2,79 <SEP> 0,06
<tb>
<tb> Mélange <SEP> final <SEP> 100,0 <SEP> 21,10 <SEP> 11,00 <SEP> 1,92
<tb>
Bien que la scorie employée dans cet essai ne formait pas de liquide à une température aussi basse que dans l'exemple 1, les résultats ont été similaires sous tous les rapports essentiels, la masse devenant dure à une température élevée et restant fortement agglomérée après refroi-
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dissemento
Pour vérifier son comportement dans les diverses conditions, on a placé un mélange identique dans un four froid, qui fut ensuite chauffé à 1650 C (3002 F)
et l'agglomération fut alors même plus forte que précé- demment malgré la température plus élevée. On pense que ce résultat meilleur est dû à une élimination plus complète de liquide par l'obtention substan- tielle de conditions d'équilibre à la température plus élevée, ainsi qu'il est caractéristique des réactions qui produisent l brthosilicate de calcium fortement réfractaire, ayant un point de fusion de 2130 C (3866 F), la masse devenant plus dure avec le temps et avec la température, bien au-des- sus de 1660 C (2912 F)o Exemple 3
Cet essai fut réalisé dans les mêmes conditions que celles'de l'exemple 1, mais le mâchefer utilisé avait un rapport bas chaux/silice et un pouvoir réfractaire relativement bas;
lorsqu'il a été soumis seul à des essais, il a été trouvé comme donnant une agglomération et cohésion non satisfaisantes. Le silicate choisi était la scorie employée dans l'e- xemple 1, et du calcaire brut fut utilisé comme source de chaux. Les détails sont donnés dans le tableau III qui suit:
EMI5.1
<tb> TABLEAU <SEP> III <SEP> Agglomération <SEP> d'un <SEP> mâchefer <SEP> à <SEP> pouvoir <SEP> réfractaire <SEP> bas.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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(a) <SEP> Composition <SEP> chimique
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> Matières <SEP> Dimensions <SEP> des <SEP> grains <SEP> CaO <SEP> SiO2 <SEP> CaO/Sio2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésie-3 <SEP> mesh <SEP> 3,3 <SEP> 6,5 <SEP> oe5l
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Scorie-6 <SEP> mesh <SEP> 21,0 <SEP> 47,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chaux <SEP> -6 <SEP> mesh <SEP> 54, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (b) <SEP> Mélange <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésie <SEP> 55,0 <SEP> 1,81 <SEP> 3,57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Scorie <SEP> 15,0 <SEP> 3,15 <SEP> 7,11
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chaux <SEP> 30,0 <SEP> 16,26 <SEP> 0,30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mélange <SEP> final <SEP> 100,0 <SEP> 21,22 <SEP> 10,
98 <SEP> 1,93
<tb>
On a obtenu un bon dépôt du mélange final à 15500C (2822 F) et on a observé une excellente agglomération lors du refroidissement. L'essai fut également répété avec de la dolomie calcinée à la place du calcaire, et avec des proportions réglées de mâchefer et scorie, et des résultats similaires furent obtenus. Dans cet exemple, les silicates dans le mâchefer de magnésie étaient la monticellite (CaO MgO SiO2) et la forsterite (2MgO2 SiO2) mais des résultats également bons sont obtenus lorsque le si- licate présent est la merwinite (3 CaO . MgO SiO2) Exemple 4
Le même essai fut ensuite répété, en employant comme matière calcareuse, du chlorure de calcium en quantité égale en teneur de calcium à celle du calcaire de l'exemple 3.
A cause du point de fusion très bas du chlorure de calcium, le comportement du mélange lorsqu'il était chauf- fé était différent de celui des cas précédents, mais l'agglomération fina- le fut à nouveau excellenteo Comme vérification finale, on a fait un essai en mettant un mélange identique dans un four froid et en chauffant graduel- lement celui-ci à 1650 C (3002 F), et on a trouvé que l'agglomération était plus dure que précédemment;, même à la température appréciablement plus gran-
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de et apparemment à cause même de cette température plus grande.
Exemple 5.
On désirait soumettre à des essais une magnésie très réfractaire -4 mesh calcinée à mort et renfermant moins de 3% de chaux. Avec 79,4 par- ties de cette magnésie, on a employé 8,8 parties d'une scorie phosphoreuse de four de-6+20 mesh et 11,8 parties d'une dolomie-20 mesh calcinée à mort pour donner un rapport total chaux à silice, dans le mélange, de 2,17 et à l'équilibre final une teneur totale en réfractaire de périclase et orthosilicate de calcium d'environ 95% Malgré le pouvoir réfractaire ex- trémement élevé du produit, on a obtenu après refroidissement un dépôt sa- tisfaisant à 1550 C (2822 F) et une agglomération satisfaisante.
Exemple 6.
Pour essayer la méthode d'agglomération d'un minerai de chrome, on s'est servi de la présence dans le minerai d'environ 8% de serpentine pour former "in situ" un liquide silicieux comme liant, les seules addi- tions faites étant de la silice fine et de la dolomie calcinée comme montre dans le tableau IV qui suit:
EMI6.1
<tb> TABLEAU <SEP> IVo <SEP> Agglomération <SEP> avec <SEP> un <SEP> liquide <SEP> silicieux <SEP> formé <SEP> "in <SEP> situ"
<tb>
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<tb> (a) <SEP> Composition
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> Matière <SEP> Dimensions <SEP> des <SEP> grains <SEP> CaO <SEP> MgO <SEP> SiO2 <SEP> CaO <SEP> / <SEP> SiO2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Minerai
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> chrome <SEP> -8 <SEP> mesh <SEP> 1,0 <SEP> 18,5 <SEP> 3,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silice <SEP> -100 <SEP> mesh <SEP> - <SEP> - <SEP> 99,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomie-6+20 <SEP> mesh <SEP> 57,0 <SEP> 41,5 <SEP> 1,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (b) <SEP> Mélange <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Minerai
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> chrome <SEP> 83 <SEP> 0,83 <SEP> 15,36 <SEP> 2,90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silice <SEP> 2- <SEP> - <SEP> 1,
99
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomie <SEP> 15 <SEP> 8,55 <SEP> 6,22 <SEP> 0,15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mélange <SEP> final <SEP> 100 <SEP> 9, <SEP> 38 <SEP> 21,58 <SEP> 5,04 <SEP> 1, <SEP> 86 <SEP>
<tb>
Lorsqu'on a fait l'essai usuel à 1550 C (2822 F) on a obtenu un dépôt satisfaisant à cette température et après refroidissement de la masse à la température ambiante, ce dépôt était fortement aggloméré. Dans ce cas on a d'abord formé en partant de la silice ajoutée et de la silice dans la serpentine du minerai de chrome, avec une petite proportion de la magnésie et une partie de la chaux, quelques 8 à 10% d'un liquide silicieux de type eutectique à une température de l'ordre de 1350 C (2462 F), et cela indé- pendamment des spinelles du minerai de chrome.
Ensuite, ce liquide réagis- sait avec le restant de la chaux présente pour former de l'orthosilicate de calcium et de la périclase . Par conséquent, au lieu d'ajouter un sili- , cate à bas point de fusion comme dans la pratique usuelle de l'invention, ' on a formé un silicate liquide "in situ" à une température relativement basse afin de former un liant pour les constituants réfractaires et ensuite faire réagir avec la chaux présente pour former l'orthosilicate de calcium.
Un tel résultat ne peut être obtenu que par un contrôle des surfaces rela- tives des constituants en réaction, c'est-à-dire par l'emploi de dimensions de grain appropriéeso
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Exemple 7.
D'après la nature des matières premières employées, il peut être désirable de chauffer pendant un temps plus long ou à une température plus élevée pour produire de la résistance dans la masse qui doit être agglomérée.
Par exemple, on a fait un essai avec les mêmes mâchefer et scorie que ceux utilisés dans l'exemple 3, mais avec du plâtre de Paris comme substance à base de chaux. En soumettant à une température de 1550 C (2822 F) pendant
30 minutes, le dépôt ne pouvait pas être considéré mieux qu'un dépôt juste satisfaisant, puisque tout le liquide n'avait pas été éliminé. Quand la ma- tière fut réchauffée le jour suivant, depuis la température ambiante jusque 16500C (3002 F) le dépôt à cette temérature était bon, et l'agglomération lors du refroidissement était excellente. En réglant légèrement les condi-,..- tions,on peut par conséquent utiliser l'anhydrite ou le gypse comme source "sa- tisfaisante de la chaux.
Exemple 80
A nouveau, lorsque des propriétés spécifiques sont requises pour le produit, ces propriétés peuvent parfois être obtenues en choisissant des matières premières particulières capables de conférer ces propriétés. Par exemple, lorsqu'on désire obtenir un produit exceptionnellement dense, on peut employer le mâchefer de l'exemple 3, très dense mais n'ayant pas un pou- voir réfractaire élevé, et avec ce mâchefer la dolomie calcinée usuelle et une scorie à cuivre granulée de four à réverbère,' à teneur en silice assez élevée et renfermant des quantités appréciables d'oxyde de fer et d'alumine.
Après la cuisson, le produit contient environ 56% périclase, 30% orthosili- cate de calcium et 14% de ferrite de magnésium et aluminate de magnésium.
La présence des 14% des spinelles réduit le pouvoir réfractaire du produit un peu en-dessous de celui de l'exemple 3. mais lui donne une plus grande densité.
On comprendra que dans tous les exemples donnés ci-dessus, on peut substituer la dolomie crue ou le calcaire cru ou la chaux à la dolomie calci- née à mort, en quantités donnant une chaux libre équivalente, sans sortir des principes de l'invention. Normalement, on préfère la dolomie calcinée aux car- bonates crus, puisqu'il est inutile de chasser l'anhydride carbonique, et on préfère également la chaux calcinée parce qu'elle fournit de la magnésie ad- ditionnelle à un prixplusbas que celuiqui peut être normalement obtenu d'autres sources.Si cependant, on propose de mouiller le mélange avant le moment de l'application ou au moment même de cette application, l'emploi de dolomie ou calcaire crus est indiqué pour éviter une hydratation nuisible de la chaux.
Cependant, ainsi qu'il a été montré, il n'est pas essentiel d'in- troduire de la chaux sous la forme d'oxyde ou de carbonate puisque les com- posés de calcium qui réagiront pour former la chaux ou des composés de chaux, leur sont chimiquement équivalents. Ainsi, on peut savoir des réactions telles que les suivantes,-.
EMI7.1
2CaCl2 + 02 + Si02 2CaO.SiQ2 + 2C12 2CaCl2 + 2H20 + Si02 = 2Ca0.Si02 + 4HCl 2CaS04 + Si02 = 2Ca0oSi02 + 2S03
Dans de tels cas, le calcium sous forme de sels réagit avec la silice à des températures élevées pratiquement comme s'il était introduit sous la forme de chaux, et dès lors ce calcium doit être considéré comme l'équi- valent du calcium de la chaux,pour toute la spécification et les revendications
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Par le fait que de l'orthosilicate de calcium en quantité con- sidérable est formé dans chaque application de la présente invention, il sera souvent trouvé désirable d'ajouter une petite quantité d'un composé de bore ou autre agent similaire pour stabiliser l'orthosilicate de cal- cium nouvellement formé contre une inversion, d'une forme à haute tempé- rature à la forme gamma,
laquelle si elle se produisait pourrait produire l'éclatement complet du produit. Le pentoxyde de phosphore normalement pré- sent en petite quantité dans les scories phosphoreuse de four est égale- ment un bon agent stabilisant de l'orthosilicate de calcium..
Les limites des applications commerciales de la présente inven- tion n'ont pas encore été complètement explorées, mais ses emplois princi- paux sont indiqués comme étant les applications où les réactions désirées qui se passent pour donner la prise doivent être produites aussi-rapidement que possible, par exemple pour réparer les fonds des fours à réverbères ou de fours électriques à acier. Les hautes températures qui règnent dans ces fours parviennent à faire fondre rapidement le silicate non-réfractaire et à entrainer la formation d'un ortho-silicate de calcium réfractaire et on effectue ainsi d'importantes économies de temps.
Les mêmes principes peuvent également être utilisés pour la fabrication de certains types de briques et des corps moulés et ceci évidemment rentre sous la portée de l'inventiono Même dans les opérations à température relativement basse, leur emploi est indiqué si le silicate à bas point de fusion forme du li- quide dans les conditions régnanteso
L'invention ne s'applique pas à l'agglomération de matière ré- fractaire sous forme de grains, contenant de la chaux substantiellement en excès par rapport à celle requise pour former de l'orthosilicate de cal- cium avec la silice des réfractaires, et ne s'applique pas non plus à un silicate de magnésium ou d'aluminium sous forme de grains ou à toute autre matière réfractaire réagissant avec l'orthosilicate de calcium, quoique la présence de ces silicates en toutes petites quantités soit souvent per- mise.
Des descriptions et exemples qui précèdent, il est évident qu'un mélange total de la matière réfractaire principale sous forme de grains avec une matière silicieuse mineure et une matière calcareuse mineure est auto-agglomérant et thermodurcissant.
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REIENDLC9.TIONS OU RESUME.