Procédé pour appliquer un garnissage réfractaire dans des réci-pients métallurgiques.
La présente invention se rapporte à un procédé pour appliquer un garnissage réfractaire dans une capacité ou un récipient métallurgique,comme une poche de coulée, une lingotière ou un four de métallurgie,entre autres, à une température élevée, de même qu'à une composition réfractaire s'utilisant comme gar-
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Les garnissages réfractaires des récipients métaliurgi-ques,comme les fours et poches de coulée,ont été appliqués suivant divers procédés jusqu'à présent. Dans l'un de ceux-ci, on utilise des briques réfractaires liées au. mortier. Suivant un procédé plus récent, on utilise le pistolet pneumatique. La plupart de ces procédés exigentque le récipient métallurgique soit refroidi en une durée anormalement longue pour permettre l'application du garnissage réfractaire au-dessous d'une température de 93[deg.]C au maximum. La plupart des essais déjà tentés pour appliquer des garnissages réfractaires à chaud dans des fours et spécialement dans des poches pour la coulée du fer et de l'acier n'ont eu aucun succès.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n03.737.489 a pour objet un procédé pour appliquer un garnissage réfractaire dans
des récipients métallurgiques chauds. Ce procédé est basé sur l'utilisation d'un mélange consistant essentiellement en un liant organique, en argile et en quartzite contenant une quantité d'eau déterminée au préalable facilitant l'application. Ce procédé permet un accroissement notable de la durée de service du garnissage dans les fours et poches de coulée. L'un des principaux avantages qu'il offre est que la durée pendant laquelle le récipient métallurgique, par exemple la poche, est retiré du service est beaucoup inférieure à celle nécessaire pour le regarnissage suivant les procédés habituels.
Le caractère réfractaire des garnissages de récipients métallurgiques appliques suivant le procédé connu varie avec la constitution du garnissage. Par exemple, les propriétés réfractaires de l'argile dépendent de la quantité de substance résiduelle., elle-même fonction de l'origine de l'argile. Ainsi, certaines argiles sont très réfractaires,tandis que d'autres résistent moins aux températures élevées et ne conviennent dès lors en général pas comme garnissages en mérallurgie.
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lurgique d'un garnissage réfractaire à une température élevée
et aussi de procurer une composition réfractaire permettant de former un tel garnissage réfractaire d'une durée de vie beaucoup accrue, abrégeant ainsi beaucoup les interruptions de service.
L'invention a pour objet un procédé pour appliquer un garnissage réfractaire dans un récipient métallurgique à des températures élevées,suivant lequel on applique sur la face intérieure de la paroi du récipient lorsqu'il se trouve à une température
de 65 à 1.650[deg.]C de manière à en utiliser la chaleur sensible,
une composition réfractaire humide qui,à l'état sec,consiste es-
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liant ayant un point de fusion d'environ 65,6 à 204,4[deg.]C et en environ 96 à 99,75% de particules d'une matière réfractaire consis-
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été additionnée au préalable, sur base pondérale, d'environ 4 à
6% d'eau pour la formation de la composition réfractaire
humide, pour faire fondre à la surface de la paroi le liant osmotiquement réparti en une masse poisseuse à laquelle adhèrent les particules de la matière réfractaire, et on laisse la couche former un garnissage massif.
L'invention a en outre pour objet une composition réfractaire qui est propre à former un garnissage réfractaire permettant de renouveler le garnissage de la face intérieure de la paroi d'un récipient métallurgique à une température élevée de 65 à 1.650[deg.]C et qui consiste essentiellement en un mélange, sur base pondérale, d'environ 0,25 à 4% d'un liant ayant un point de fusion d'environ
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L'invention a de plus pour objet un récipient métallurgique comprenant un garnissage métallurgique formé comme garnis- sage de réparation ou de remplacement par application d'une compo- sition réfractaire comme défini ci-dessus.
Avantageusement, le rapport de l'alumine à la silice dé- finit les propriétés de la composition réfractaire et du garnis-
sage réfractaire du récipient.
L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple uniquement avec référence à diverses formes de réalisation.
Dans le procédé pour appliquer le garnissage réfractaire
de réparation, on applique sur la face intérieure de la paroi d'un
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une composition réfractaire humide, et on fait adhérer sur la face intérieure de cette paroi la composition réfractaire humide qui,
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ou hydrocarboné se trouvant en mélange uniforme dans la composition et fondant dès le contact avec la face intérieure chaude
du récipient métallurgique pour former un fond adhésif auquel
adhère la matière réfractaire, en utilisant la chaleur sensible
de la paroi du récipient métallurgique pour faire sécher la composition réfractaire humide et fondre le liant organique ou hydrocarboné qui se répartit simultanément osmotiquement dans la couche appliquée de composition réfractaire en un liant carboné qui augmente le caractère réfractaire du garnissage réfractaire.
Après coulée d'une masse de métal en fusion à partir
d'une poche, celle-ci est normalement retournée pour le déversement du métal ou du laitier restant éventuel. Ensuite, la quenouille et la buse sont retirées et remplacées. La poche est
alors prête pour une nouvelle utilisation lorsqu'il s'est écoulé
un temps suffisant pour le séchage de la nouvelle buse. Lorsque la poche a été utilisée un nombre suffisant de fois, par exemple pour 15 à 20 coulées, le garnissage de la face intérieure est normalement assez usé pour devoir être remplacé. L'invention offre l'avantage d'augmenter la durée de service normale du garnissage par application d'une couche de garnissage de réparation ou de remplacement à l'intérieur de la poche chaude à tout moment du service. Le garnissage de réparation a une épaisseur d'environ 0,8 à 254 mm ou davantage. Ce garnissage est appliqué de manière uniforme et reproductible comme garnissage de réparation sur une face intérieure existante usée d'une poche ou d'un four ou de tout autre récipient métallurgique à une température d'environ 65 à <EMI ID=8.1>
Bien que le récipient métallurgique dans lequel le garnissage de remplacement ou de réparation est appliqué soit décrit comme étant une poche pour la coulée du fer ou de l'acier, il est évident qu'un tel garnissage de réparation peut être appliqué de même dans tout autre récipient, comme un four, un four à recuire, une lingotière ou une base de lingotière.
La poche est amenée dans la position la plus favorable
à l'application du garnissage réfractaire. Cette position dépend principalement du mode d'application du garnissage. Par exemple,
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suivant un procédé pour appliquer un garnissage de remplacement,
on utilise un appareil à impulsion centrifuge, auquel cas la poche est de préférence mise en position dressée pour permettre le mouvement vertical de l'appareil suivant l'axe de la poche. Toutefois, d'autres procédés pour appliquer le garnissage de remplacement peuvent être exécutés à l'aide d'un pistolet, auquel cas la poche est avantageusement couchée sur le côté avec son axe dans un plan horizontal pour que l'opérateur puisse "projeter" la composition réfractaire humide sur la face intérieure des parois de la poche.
La t empérature de la poche peut varier d'à peine en-
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parois de la lingotière peut être insuffisante pour faire fondre le liant organique ou hydrocarboné de la composition réfractaire.
La composition réfractaire,qui a de préférence une granulométrie de 2,38 mm dans l'état où elle est appliquée initialement pour former le garnissage,consiste essentiellement en les constituants fondamentaux indiqués, à savoir un liant organique et une matière réfractaire consistant en substance en alumine et en silice. Le liant organique peut comprendre des matières telles que les brais de goudron de houille, les brais depétrole, les goudrons, les colophanes, des variétés de poly(chlorure de vinyle),
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aliphatiques. Ces liants ont des points de fusion d'environ 65,6 à
204,4[deg.]C, comme il est désiré. La granulométrie du liant est de préférence inférieure à 6,35 mm. L'intervalle utile de la concentration en liant organique s'étend d'environ 0,25 à 4%, les ré-
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favorables pour une concentration d'environ 2%, sur base du poids du mélange complet. Le brai est le liant préféré. Le liant organique ou hydrocarboné sert à remplacer la majeure partie de l'eau des compositions de type déjà connu s'appliquant sur la surface
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La suppression complète ou sensiblement complète de l'eau de la composition évite les explosions provoquées par la vapeur d'eau qui se dégage lorsque le métal en fusion vient au contact du garnissage réfractaire nouvellement appliqué. Les liants organiques, pris en quantités de moins de 4% du mélange complet, fondent au contact de la surface chaude de la poche en une masse poisseuse ou collante immobilisant les particules appliquées ultérieurement
au même endroit. Les liants organiques pris en quantités de plus
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et empêchent l'observation par l'opérateur. La chaleur provoque finalement la carbonisation des liants organiques dont il subsiste une structure en mosaïque de carbone cristallin enchevêtrée dans les constituants réfractaires du garnissage appliqués en particules, formant ainsi une nouvelle couche qui est soudée à l'ancien garnissage qui subsiste dans la poche.
La matière réfractaire a de préférence une granulométrie
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du poids sec de la composition comprenant la matière réfractaire et le liant organique. Les matières réfractaires préférées sont celles à divers pourcentages d'alumine et de silice comme l'argile réfractaire, la bauxite, le.kaolin, l'alunite et l'alumine tabulaire. Ces matières réfractaires sont différentes de celles de la classe siliceuse comme le gannister, le grès, la quartzite et le silex qui sont formés en substance totalement par de la silice. Les matières réfractaires utilisées suivant l'invention n'appartiennent pas non plus à la classe des silicates de magnésium comme les olivines et serpentines comprenant des oxydes de magnésium, de calcium, de fer ou de manganèse et de la silice, ni davantage à
la classe des chaux magnésiennes comme les magnésites et dolomites, ni non plus à la classe des chromites consistant en spinelles très réfractaires formées d'oxyde de fer, de magnésium, d'aluminium et de chrome en différentes proportions. Plus particulièrement, la matière réfractaire de l'invention appartient à la classe des argiles'réfractaires et des minéraux très alumineux consistant es-sentiellement en diverses proportions d'alumine et de silice. Par exemple, comme il ressort du tableau I ci-après, il est possible d'utiliser une argile plastique en différentes proportions, avec ou sans apport d'une ou plusieurs autres matières de la classe des argiles réfractaires et minéraux très alumineux comme la bauxite, le kaolin et l'alunite.
Des exemples typiques d'intervalles de concentration
en alumine pour divers récipients métallurgiques sont rassemblés au tableau I.
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+ Ensemble de l'alumine du mélange, le reste étant formé
par de la silice avec des traces d'oxyde de fer, d'oxyde de magnésium, d'oxyde de calcium, d'oxyde de titane, d'oxydes alcalins etc.
Aux fins de l'invention, le caractère réfractaire du garnissage de réparation peut être modifié au moyen des relations d'équilibre de phases entre l'alumine et la silice. Lorsque le rapport de l'alumine à la silice augmente, le caractère réfrac- taire du garnissage résultant s'accentue et réciproquement, com- ! me le montre le tableau II.. Dès lors, un apport sensible d'autres substances,comme la quartzite et l'olivine notamment,est indési-rable et atténue l'effet optimal que procurent les proportions désirées d'alumine et de silice.
TABLEAU II
Effet approximatif de la teneur en alumine sur le point de fusion
des matières réfractaires.
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Dans une forme de réalisation préférée, la composition
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de silice.
Suivant une autre forme de réalisation, la composition est additionnée d'une quantité peu élevée,pouvant atteindre envi-
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sium conférant au garnissage résultant une résistance élevée au choc et à l'érosion et constituant,à une température élevée,un émail protecteur qui atténue l'oxydation du liant carbonisé. Comme il ressort du tableau ci-dessus, différentes quantités d'argile mélangées à de la bauxite, du kaolin et de l'alunite donnent les compositions réfractaires voulues.
Suivant une autre forme de réalisation, la composition réfractaire sèche comprend,sur base pondérale,2% d'un liant organique, environ 2% de silicate de sodium et/ou de silicate de potassium et environ 96% de matière réfractaire.
Une quantité déterminée au préalable d'eau est ajoutée
à la composition réfractaire comprenant le liant organique et la matière réfractaire et parfois le silicate de sodium et/ou le silicate de potassium au niveau de l'ajutage ou pendant le passage du mélange dans un appareil d'application. L'eau sert principalement à faciliter le mouvement de la composition par ailleurs sèche dans l'appareil d'application et sur la surface de la poche. La quantité d'eau est dès lors maintenue dans l'intervalle étroit d'environ 4 à 6% du poids du mélange complet. Il convient de
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différentes formes, comme de l'eau d'hydratation ou de cristallisation,qui,en s'ajoutant à l'apport de 4 à 6% d'eau, portent le total à environ 10% de la composition complète. Des quantités d'eau plus importantes sont indésirables parce que leur seul effet est d'augmenter la durée nécessaire pour le séchage du garnissage de remplacement. En effet, une abondante quantité d'eau sub-sistant dans le garnissage réfractaire provoque souvent des explosions par dégagement de vapeur d'eau lorsque le métal en fusion
est versé dans la poche.
Au moment où la composition réfractaire humide comprenant le liant organique, la matière réfractaire et parfois le silicate de sodium et/ou le silicate de potassium- quitte l'appareil applicateur et passe dans la poche, la chaleur latente de cette dernière fait s'évaporer une fraction importante de l'eau avant que la composition vienne au contact des parois de la poche. La quantité d'eau qui subsiste est cependant suffisante pour que l'argile serve de liant jusqu'au moment où le garnissage réfractaire de réparation est complètement formé.
Au moment où la composition réfractaire humide atteint
la surface chaude de la paroi de la poche, la chaleur sensible
de la paroi fait immédiatement fondre le liant organique en une masse poisseuse et collante immobilisant les particules de matière réfractaire. Toutefois, après dépôt d'une certaine épaisseur de garnissage de réparation, la couche initiale de garnissage constitue un isolant thermique. A ce moment, l'argile humide qui est plastique constitue un liant primaire pour le dépôt des particules de la composition réfractaire s'accumulant jusqu'à l'épaisseur voulue à mesure que l'application progresse. Toutefois, la chaleur sensible de la paroi de la poche finit par franchir la première couche de liant organique thermiquement isolante et fait fondre de nouvelles quantités des particules du liant organique nouvellement appliquées. Simultanément, l'eau est expulsée à l'état de vapeur du garnissage de remplacement.
A mesure que la chaleur continue d'agir sur le garnissage, l'eau s'évapore et le liant organique continue de fondre vers l'extérieur. Entretemps, les premières quantités appliquées du liant organique donnent par carbonisation une structure en mosaïque de carbone cristallin enchevêtrée avec les particules de matière réfractaire. Il se forme ainsi une phase discontinue de matière réfractaire dans une phase continue de carbone en mosaïque. Le silicate de sodium et/ou de potassium est ajouté à la composition pour la formation d'un émail protecteur supplémentaire qui atténue l'oxydation de la phase continue de carbone en mosaïque lors de l'exposition ultérieure au métal en fusion dans la poche.
Le garnissage de réparation qui est appliqué sur un garnissage préexistant présente finalement une surface exposée sensiblement lisse. Le garnissage de réparation est normalement appliqué en une épaisseur d'environ 0,8 à 38 mm. Des épaisseurs
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lorsque la chose est désirée.
Le procédé de l'invention permet d'appliquer un garnissage de réparation dans une poche dans un délai de l'ordre de 4
a 25 minutes par coulée,qui amène le temps pendant lequel la poche est retirée du service à une valeur beaucoup plus faible que celle requise pour une réparation de garnissage suivant les procédés déjà connus. Le garnissage classique en briques assemblées au mortier est formé à la main dans la poche au moyen de briques cuites au préalable et de mortier et requiertune durée d'environ
90 minutes par coulée.
La composition réfractaire et son procédé d'application conformes à l'invention assurent une ferme adhérence aux surfaces chaudes et une modification de coloration indique le moment auquel l'eau est dissipée en substance complètement. La poche de coulée n'est pas refroidie exagérément et n'exige donc pas un long réchauffage pour être ramenée à sa température de service.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé pour appliquer un garnissage réfractaire dans un récipient métallurgique à une température élevée, caractérisé en ce qu'on applique sur la face intérieure de la paroi du récipient lorsqu'il se trouve à une température de 65 à 1.650[deg.]C, de manière à en utiliser la chaleur sensible, une composition réfractaire humide qui�à l'état sec,consiste essentiellement,
sur base pondérale, en environ 0,25 à 4% d'un liant ayant un point
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préalable, sur base pondérale, d'environ 4 à 6% d'eau
pour la formation de la composition réfractaire humide, pour faire fondre à la surface de la paroi le liant osmotiquement réparti en une masse poisseuse à laquelle adhèrent les particules de la matière réfractaire, et on laisse la couche former un garnissage massif.
Method for applying a refractory lining in metallurgical containers.
The present invention relates to a method for applying a refractory lining in a metallurgical capacity or vessel, such as a ladle, an ingot mold or a metallurgical furnace, among others, at an elevated temperature, as well as a composition. refractory for use as a guard
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The refractory linings of metallurgical containers, such as furnaces and ladles, have been applied by various methods so far. In one of these, refractory bricks bonded to the. mortar. According to a more recent process, the pneumatic gun is used. Most of these methods require that the metallurgical vessel be cooled over an unusually long time to allow application of the refractory lining below a temperature of 93 [deg.] C or less. Most of the attempts already made to apply hot refractory linings in furnaces and especially in ladles for casting iron and steel have had no success.
U.S. Patent No. 3,737,489 relates to a process for applying refractory lining in
hot metallurgical vessels. This process is based on the use of a mixture consisting essentially of an organic binder, clay and quartzite containing a quantity of water determined beforehand to facilitate the application. This process allows a significant increase in the service life of the lining in furnaces and ladles. One of the main advantages it offers is that the time during which the metallurgical vessel, for example the ladle, is taken out of service is much less than that required for relining according to the usual methods.
The refractory nature of the linings of metallurgical receptacles applied according to the known process varies with the construction of the lining. For example, the refractory properties of clay depend on the amount of residual substance, itself a function of the origin of the clay. Thus, some clays are very refractory, while others are less resistant to high temperatures and are therefore generally not suitable as linings in merallurgy.
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lurgical of a refractory lining at a high temperature
and also to provide a refractory composition making it possible to form such a refractory lining with a much increased life, thus greatly shortening the downtime.
The invention relates to a method for applying a refractory lining in a metallurgical vessel at high temperatures, according to which is applied to the inside face of the wall of the vessel when it is at a temperature
from 65 to 1.650 [deg.] C so as to use sensible heat,
a wet refractory composition which, in the dry state, consists of
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binder having a melting point of about 65.6 to 204.4 [deg.] C and about 96 to 99.75% particles of a refractory material consisting of
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been added beforehand, on a weight basis, from about 4 to
6% water for the formation of the refractory composition
wet, to melt on the surface of the wall the binder osmotically distributed into a tacky mass to which the particles of the refractory material adhere, and the layer is allowed to form a massive lining.
A further subject of the invention is a refractory composition which is suitable for forming a refractory lining making it possible to renew the lining of the inner face of the wall of a metallurgical vessel at a high temperature of 65 to 1.650 [deg.] C and which consists essentially of a mixture, on a weight basis, of about 0.25 to 4% of a binder having a melting point of about
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The invention further relates to a metallurgical vessel comprising a metallurgical lining formed as a repair or replacement lining by application of a refractory composition as defined above.
Advantageously, the ratio of alumina to silica defines the properties of the refractory composition and of the lining.
refractory wise of the container.
The invention is hereinafter described by way of example only with reference to various embodiments.
In the process for applying the refractory lining
repair, is applied to the inside of the wall of a
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a wet refractory composition, and the wet refractory composition is made to adhere to the inner face of this wall which,
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or hydrocarbon being in a uniform mixture in the composition and melting on contact with the hot inner face
metallurgical vessel to form an adhesive base to which
adheres refractory material, using sensible heat
of the wall of the metallurgical vessel to dry the wet refractory composition and melt the organic or hydrocarbon binder which is distributed simultaneously osmotically in the applied layer of refractory composition in a carbonaceous binder which increases the refractory character of the refractory lining.
After pouring a mass of molten metal from
from a ladle, this is normally inverted for the discharge of any remaining metal or slag. Then the stopper rod and nozzle are removed and replaced. The pocket is
then ready for further use when it has elapsed
sufficient time for the new nozzle to dry. When the ladle has been used a sufficient number of times, for example for 15 to 20 casts, the interior face lining is normally worn enough that it needs to be replaced. The invention offers the advantage of increasing the normal service life of the lining by applying a layer of repair or replacement lining to the interior of the hot bag at all times of service. The repair lining has a thickness of about 0.8 to 254 mm or more. This lining is applied in a uniform and reproducible manner as a repair lining to an existing worn inner face of a ladle or furnace or other metallurgical vessel at a temperature of about 65 at <EMI ID = 8.1>
Although the metallurgical vessel in which the replacement or repair lining is applied is described as being a ladle for casting iron or steel, it is evident that such repair lining can be applied in any way similarly. other container, such as an oven, an annealing oven, an ingot mold or an ingot mold base.
The pocket is brought to the most favorable position
to the application of the refractory lining. This position depends mainly on the mode of application of the packing. For example,
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following a process for applying a replacement packing,
a centrifugal impulse device is used, in which case the bag is preferably placed in an upright position to allow vertical movement of the device along the axis of the bag. However, other methods of applying the replacement packing can be performed using a gun, in which case the bag is advantageously laid on its side with its axis in a horizontal plane so that the operator can "throw" the wet refractory composition on the inner face of the walls of the pocket.
The temperature of the bag may vary by as little
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walls of the mold may be insufficient to melt the organic or hydrocarbon binder of the refractory composition.
The refractory composition, which preferably has a particle size of 2.38 mm in the state in which it is initially applied to form the lining, consists essentially of the basic constituents indicated, namely an organic binder and a refractory material consisting of the substance of alumina and silica. The organic binder can include materials such as coal tar pitches, petroleum pitches, tars, rosins, varieties of poly (vinyl chloride),
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aliphatic. These binders have melting points of about 65.6 to
204.4 [deg.] C, as desired. The particle size of the binder is preferably less than 6.35 mm. The useful range of organic binder concentration is from about 0.25 to 4%, the re-
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favorable for a concentration of about 2%, based on the weight of the complete mixture. Pitch is the preferred binder. The organic or hydrocarbon-based binder is used to replace the major part of the water of the compositions of already known type applying to the surface
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The complete or substantially complete removal of water from the composition avoids the explosions caused by the water vapor which is given off when the molten metal comes into contact with the newly applied refractory lining. The organic binders, taken in amounts of less than 4% of the complete mixture, melt on contact with the hot surface of the bag in a sticky or sticky mass immobilizing the particles applied subsequently
at the same location. Organic binders taken in more than
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and prevent operator observation. The heat ultimately causes carbonization of the organic binders, a crystalline carbon mosaic structure of which remains entangled in the refractory constituents of the applied particulate lining, thus forming a new layer which is welded to the old lining which remains in the bag.
The refractory material preferably has a particle size
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the dry weight of the composition comprising the refractory material and the organic binder. Preferred refractories are those with varying percentages of alumina and silica such as refractory clay, bauxite, kaolin, alunite and tabular alumina. These refractories are different from those of the siliceous class such as gannister, sandstone, quartzite and flint which are formed in substance totally by silica. The refractories used according to the invention do not belong either to the class of magnesium silicates such as olivines and serpentines comprising oxides of magnesium, calcium, iron or manganese and silica, nor to
the class of magnesian lime such as magnesites and dolomites, nor to the class of chromites consisting of highly refractory spinels formed of iron oxide, magnesium, aluminum and chromium in different proportions. More particularly, the refractory material of the invention belongs to the class of refractory clays and high alumina minerals consisting es-sentially of various proportions of alumina and silica. For example, as shown in Table I below, it is possible to use a plastic clay in different proportions, with or without the addition of one or more other materials from the class of refractory clays and very aluminous minerals such as bauxite. , kaolin and alunite.
Typical examples of concentration intervals
alumina for various metallurgical vessels are shown in Table I.
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+ All of the alumina in the mixture, the rest being formed
by silica with traces of iron oxide, magnesium oxide, calcium oxide, titanium oxide, alkali oxides etc.
For the purposes of the invention, the refractoriness of the repair lining can be altered by means of the phase equilibrium relationships between alumina and silica. As the ratio of alumina to silica increases, the refractoriness of the resulting lining becomes more pronounced, and vice versa! Table II shows me. Therefore, a significant supply of other substances, such as quartzite and olivine in particular, is undesirable and attenuates the optimum effect provided by the desired proportions of alumina and silica.
TABLE II
Approximate effect of alumina content on melting point
refractory materials.
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In a preferred embodiment, the composition
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silica.
According to another embodiment, the composition is added in a small amount, which can reach approx.
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sium giving the resulting lining a high resistance to impact and erosion and constituting, at a high temperature, a protective enamel which attenuates the oxidation of the carbonized binder. As can be seen from the table above, different amounts of clay mixed with bauxite, kaolin and alunite give the desired refractory compositions.
According to another embodiment, the dry refractory composition comprises, on a weight basis, 2% of an organic binder, about 2% of sodium silicate and / or of potassium silicate and about 96% of refractory material.
A predetermined amount of water is added
to the refractory composition comprising the organic binder and the refractory material and sometimes sodium silicate and / or potassium silicate at the nozzle or during the passage of the mixture through an application apparatus. The water serves primarily to facilitate movement of the otherwise dry composition through the application apparatus and onto the surface of the pouch. The amount of water is therefore kept in the narrow range of about 4 to 6% of the weight of the complete mixture. It is right to
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different forms, such as water of hydration or crystallization, which, when added to the supply of 4 to 6% water, bring the total to about 10% of the complete composition. Larger amounts of water are undesirable because their only effect is to increase the time required for the drying of the replacement filling. Indeed, an abundant quantity of water subsisting in the refractory lining often causes explosions by the release of water vapor when the molten metal
is poured into the pocket.
When the wet refractory composition comprising the organic binder, the refractory material and sometimes the sodium silicate and / or potassium silicate leaves the applicator device and passes into the pocket, the latent heat of the latter evaporates a large fraction of the water before the composition comes into contact with the walls of the bag. However, the amount of water that remains is sufficient for the clay to act as a binder until the refractory repair lining is completely formed.
By the time the wet refractory composition reaches
the hot surface of the pocket wall, sensible heat
of the wall immediately melts the organic binder into a tacky and sticky mass immobilizing the particles of refractory material. However, after depositing a certain thickness of repair lining, the initial lining layer constitutes a thermal insulator. At this time, the wet clay which is plastic constitutes a primary binder for the deposition of particles of the refractory composition accumulating to the desired thickness as the application progresses. However, the sensible heat of the pocket wall eventually passes through the first layer of thermally insulating organic binder and melts further amounts of the newly applied organic binder particles. At the same time, the water is expelled in the vapor state from the replacement packing.
As the heat continues to act on the packing, the water evaporates and the organic binder continues to melt outward. In the meantime, the first applied amounts of the organic binder carbonize result in a crystalline carbon mosaic structure entangled with the particles of refractory material. A discontinuous phase of refractory material is thus formed in a continuous phase of mosaic carbon. Sodium and / or potassium silicate is added to the composition for the formation of an additional protective enamel which attenuates the oxidation of the continuous mosaic carbon phase upon subsequent exposure to the molten metal in the ladle.
The repair pad that is applied over a pre-existing pad ultimately has a substantially smooth exposed surface. The repair pad is normally applied in a thickness of about 0.8 to 38 mm. Thicknesses
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when the thing is desired.
The method of the invention makes it possible to apply a repair lining in a pocket within a period of the order of 4
a 25 minutes per pour, which brings the time during which the ladle is removed from service to a value much lower than that required for a repair of the lining according to the methods already known. The classic mortar brick filling is formed by hand in the ladle using pre-fired bricks and mortar and takes approximately
90 minutes per pour.
The refractory composition and its method of application according to the invention provide firm adhesion to hot surfaces and a change in color indicates when the water is substantially dissipated completely. The ladle is not excessively cooled and therefore does not require a long reheating to be brought back to its operating temperature.
CLAIMS.
1 - Process for applying a refractory lining in a metallurgical vessel at an elevated temperature, characterized in that it is applied to the inside face of the wall of the vessel when it is at a temperature of 65 to 1.650 [deg.] C , so as to use sensible heat therefrom, a wet refractory composition which in the dry state consists essentially,
on a weight basis, in about 0.25 to 4% of a binder having a point
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prior, on a weight basis, about 4 to 6% water
for the formation of the wet refractory composition, for melting on the surface of the wall the binder osmotically distributed into a tacky mass to which the particles of the refractory material adhere, and the layer is allowed to form a massive lining.