FR2482580A1 - Materiau pour proteger les revetements des unites metallurgiques contre l'action du laitier et melange de base pour fabriquer un tel materiau - Google Patents
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Abstract
LE MATERIAU DESTINE A PROTEGER LES REVETEMENTS DES OUVRAGES METALLURGIQUES CONTRE L'ACTION DU LAITIER EST FORME DE MORCEAUX QU'ON PEUT CHARGER DANS UNE UNITE METALLURGIQUE, SUR LA SURFACE DU LAITIER FONDU, ET QUI CONTIENT DE L'OXYDE D'ALUMINIUM COMME L'UN DES COMPOSANTS CHIMIQUES FONDAMENTAUX. CE MATERIAU CONTIENT EN PLUS DE LA MAGNESIE, DONT LE RAPPORT PONDERAL VIS-A-VIS DE L'OXYDE D'ALUMINIUM EST DE 0,3 A 0,8, ET UN AGENT DE STABILISATION DES ORTHOSILICATES DE MAGNESIUM ET DE CALCIUM EN QUANTITE DE 0,5 A 2,0 EN POIDS. LE MELANGE DE BASE A PARTIR DUQUEL ON FABRIQUE UN TEL MATERIAU EST COMPOSE D'ALUMINE TECHNIQUE, DE POUSSIERE DE MAGNESITE CAUSTIQUE ET D'ARGILE REFRACTAIRE PULVERULENTE UTILISEE COMME MATIERE LIANTE EN QUANTITE DE 5 A 10 EN POIDS. LE MATERIAU SE MONTRE LE PLUS EFFICACE QUAND ON L'EMPLOIE POUR DES INSTALLATIONS DE TRAITEMENT PAR LE VIDE HORS DU FOUR DE L'ACIER FONDU.
Description
MATERIAU POUR PROTEGER LES REVETEMENTS DES UNI TES METALLURGIQUES CONTRE
L'ACTION DU LAITIER ET MELANGE DE BASE POUR FABRIQUER UN TEL MATERIAU
L'invention est relative à la sidérurgie et concerne notamment les moyens de protection des unités métallurgiques contre la destruction, Plus particulièrement, l'invention a pour objet un matériau destiné à protéger les revêtements des ouvrages métallurgiques contre l'action du laitier.
L'ACTION DU LAITIER ET MELANGE DE BASE POUR FABRIQUER UN TEL MATERIAU
L'invention est relative à la sidérurgie et concerne notamment les moyens de protection des unités métallurgiques contre la destruction, Plus particulièrement, l'invention a pour objet un matériau destiné à protéger les revêtements des ouvrages métallurgiques contre l'action du laitier.
L'invention a également en outre pour objet un mélange de base pour fabriquer un tel matériau.
L'invention est destinée à être employée surtout pour des unités métallurgiques fonctionnant dans des conditions de vide, et notamment dans des installations de traitement par le vide de l'acier fondu, à l'extérieur du four, dans lesquelles ledit traitement se fait dans les conditions de mouvement de cet acier.
Il est connu que le laitier fondu reagit chimiquement avec la matière réfractaire du revêtement, ce qui est une cause de destruction de ce dernier. La nature de désagrégation du revêtement est fonction des produits formés à la suite de l'interaction du laitier fondu et de la matière réfractaire de revêtement.
Lorsque les produits dus à l'interaction du laitier fondu et de la matière réfractaire de revêtement ont un point de fusion relativement bas, ils forment une phase liquide dans laquelle se dissout la matière du revêtement, laquelle, à son tour, se dissout dans le métal fondu. Ceci a lieu, en particulier, lorsque des réfractaires magnésiens réagissent avec un laitier ayant une faible basicité, ce qui a pour effet la formation de merwinite 3CaO,MgO,SiO2 (dont la température de fusion est de 1575 C), de monticellite
CaO,MgO,SiO2, (température de fusion 1450 C), d'akermanite 2CaO,Mg0,2Si02, température de fusion 14366cet d'autres composés facilement fusibles.
CaO,MgO,SiO2, (température de fusion 1450 C), d'akermanite 2CaO,Mg0,2Si02, température de fusion 14366cet d'autres composés facilement fusibles.
Lorsqu'il se forme, dans des pores d'un revêtement, des produits
relativement difficilement fusibles qui résultent de l'interaction du lai
tier fondu et de la matière réfractaire de revêtement, produit dont le
durcissement est accompagné d'une augmentation de volume, la baisse de la température dans la zone correspondante de l'unité métallurgique est, à son tour, accompagnée de l'apparition de contraintes mécaniques considérables dans la'couche superficielle du revêtement, lesque-lles contraintes provoquent un craquement et des clivages de ladite couche. Ceci a lieu, en particulier, lorsque les réfractaires magnésiens réagissent avec un laitier ayant une basicité élevée dans lequel le rapport entre l'oxyde de calcium et le bioxyde de silicium ne dépasse pas 2.Il se forme dans ce cas des orthosilicates de calcium et de magnésium: la forstérite 2MgO,SiO2 (dont la température de fusion est de 1890 CX le silicate bicalcique 2CaO,SiO2tayant une température de fusion de 21500cet des phases similaires dont l'inversion d'une forme en une autre est accompagnée d'une augmentation de volume.
relativement difficilement fusibles qui résultent de l'interaction du lai
tier fondu et de la matière réfractaire de revêtement, produit dont le
durcissement est accompagné d'une augmentation de volume, la baisse de la température dans la zone correspondante de l'unité métallurgique est, à son tour, accompagnée de l'apparition de contraintes mécaniques considérables dans la'couche superficielle du revêtement, lesque-lles contraintes provoquent un craquement et des clivages de ladite couche. Ceci a lieu, en particulier, lorsque les réfractaires magnésiens réagissent avec un laitier ayant une basicité élevée dans lequel le rapport entre l'oxyde de calcium et le bioxyde de silicium ne dépasse pas 2.Il se forme dans ce cas des orthosilicates de calcium et de magnésium: la forstérite 2MgO,SiO2 (dont la température de fusion est de 1890 CX le silicate bicalcique 2CaO,SiO2tayant une température de fusion de 21500cet des phases similaires dont l'inversion d'une forme en une autre est accompagnée d'une augmentation de volume.
C'est ainsi qu'on sait que l'inversion du silicate bicalcique des formes non stables en la forme stable ss est accompagnée d'une augmentation de volume de 12%.
Les processus indiqués qui detruisent le revêtement se développent d'une manière particulièrement intense sous vide du fait que, dans ces conditions, le laitier fondu pénètre profondément dans les pores de la matière réfractaire du revêtement exempts de gaz. Les variations du niveau de métal fondu qui ont lieu, en particulier, dans les installations de traitement par le vide hors du four de l'acier fondu conduisent à une action agressive étendue du laitier fondu sur le revêtement et engendrent en outre des chocs thermiques aggravant encore les dures conditions de fonctipnnement des revêtements des unités métallurgiques.
On connaît l'emploi de matériaux à mono et polycomposants pour fabriquer des enduits protecteurs de la surface des revêtements des unités métallurgiques. Parmi ces matériaux, on peut citer le sable (W. Schaefer, "DH-Unit Refractories experiences problems and progress", J. Mettals, 1966,
Jan., pages 69-71), la poudre de magnésite et le minerai de chromite (K. Bick, W. Weinreuth, W. Klapdor, "Entwicklung und Betriebsergebnisse der feuerfesten Ausmauerung einer DH-Entgasungs Anlage unter den besonderen
Bedingungen der Kombination mit einer Stranggussanlagé", Klepr., Tachser, 1967, Jan., p.43-47).
Jan., pages 69-71), la poudre de magnésite et le minerai de chromite (K. Bick, W. Weinreuth, W. Klapdor, "Entwicklung und Betriebsergebnisse der feuerfesten Ausmauerung einer DH-Entgasungs Anlage unter den besonderen
Bedingungen der Kombination mit einer Stranggussanlagé", Klepr., Tachser, 1967, Jan., p.43-47).
On connaît également unmatériau contenant plusieurs composants parmi lesquels la sillimanite, l'oxyde de magnésium, l'oxyde d'aluminium et un composant fluidisant, notamment le fluorure de calcium (voir le brevet de la Grande-Bretagne n" 962 205, 1962). Lesdites substances contiennent une quantité considérable d'impuretés silicieuses à point de fusion relativement bas qui altèrent la résistance des enduits réalisés à partir de ces matériaux et contaminent en outre le métal à traiter.
On connaît aussi l'utilisation d'oxydes purs des éléments capables de former avec le composant fondamental de la matière réfractaire du revêtement un spinelle difficilement fusible pour créer une couche protectrice superficielle dans le revêtement. On utilise, a titre de tels oxydes purs, la poudre d'alumine pure pour les revêtements en brique magnésienne ou l'oxyde de magnésium en poudre, pour les revêtements à base de l'alumine (brevet de l'URSS nO 317 229, 1971). Dans les couches protectrices obtenues à l'aide des oxydes purs ci-dessus, le nombre de phases facilement fusibles est quelque peu moindre que dans les enduits protecteurs obtenus à l'aide des matériaux cités précédemment.Cependant, ces couches protectrices sont relativement vite creusées, elles aussi, sous l'action agressive du laitier, et ont besoin d'être remises en état après chaque fusion. Il est a noter que la destruction de telles couches protectrices est accompagnee de l'usure du revêtement lui-même puisque ces couches protectrices font partie intégrante de celui-ci.
Tous les matériaux decrits sont appliqués, sous forme d'enduits, aux surfaces des revêtements à protéger dans les intervalles de temps entre les cycles de traitement du métal, ces enduits étant appliqués soit directement sur un revêtement chaud, soit sur un revêtement froid dont la température est ensuite portée à un niveau de travail permettant lefrittage dela couche protectrice. De tels procédés de protection des revêtements des unités métallurgiques contre la désagrégation conduisent à un prolongement du temps entre les fusions et à une augmentation du travail nécessité par le procédé métallurgique. De plus, dans certaines unités métallurgiques, en particulier dans des installations de traitement par le vide de l'acier fondu hors du four, l'enduction des surfaces du revêtement est trop difficile, sinon impossible en raison d'un accès difficile à ces surfaces.
On connaît enfin l'utilisation d'un matériau ,formé morceaux abase d'oxyde d'aluminium pour protéger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier. Cette substance consiste en un électrocorindon granulé (V. Halik, "Zkusenosti s pouzitim rùznych druhu stativ na vaknuove stanicik VZKG", Hutnik, 9, XXV/1976, p. 337). Ce matériau, qui est le plus proche de celui de l'invention, est appliqué à la surface du bain fondu. En se dissolvant dans le laitier et en réagissant avec la matière réfractaire du revêtement, l'électrocorindom forme une pellicule protectrice dans la couche superficielle du revêtement directement au cours du traitement du métal fondu.Néanmoins, comme il a- été déjà fait mention ci-dessus, l'application même de l'alumine pure ne garantit pas une protection satisfaisante des revêtements des unités métallurgiques contre la destruction, tandis que l'utilisation de ltelectrocorindon est suivie d'une contamination supplémentaire du métal a traiter par des inclusions non métalliques.
De plus, tout comme d'autres substances connues, le matériau examiné n'exerce pas une action chimique active sur le laitier et n'évite pas la formation, dans les pores de la matière réfractaire du revêtement, de phases difficilement fusibles dont l'inversion est accompagnée d'une augmentation de volume et de l'apparition de contraintes conduisant à l'usure du revêtement.
Le but de la présente invention est de permettre la realisation d'un matériau protégeant les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier, matériau présentant aussi une composition exerçant une action active sur le laitier fondu et sur sa reaction avec la matière réfractaire du revêtement.
On atteint ce but par un matériau destine à protéger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier, matériau formé de morceaux à base d'oxyde d'aluminium, qui contient en plus de la magnésie dont le rapport pondéral par rapport à l'oxyde d'aluminium est compris entre 0,3;et 0,8.
Les expériences ont montre que la présence de la magnésie en rapport pondéral mentionné par rapport à l'oxyde d'aluminium danse produit en morceaux que l'on introduit directement dans le laitier fondu, fait reagir d'une manière intense ledit matériau non seulement avec le réfractaire du revêtement mais aussi avec le laitier fondu en formant avec eux, sur la surface du revêtement, des phases de spinelle -difficilement fusibles. En outre, le rapport indiqué permet de réduire la probabilité de formation d'orthosilicates de magnésium et de calcium dont l'inversion est accompagnée d'une augmentation de volume. Tout cela garantit une élévation de la fiabilité de protection des revêtements des unités métallurgiques contre l'action agressive du laitier.
Le produit cité peut être fabrique à partir d'un mélange de départ constitué d'alumine technique, de poussière de magnésite caustique et d'argile réfractaire pulvérulente employée comme matière liante, en quantité de 5 à 10% en poids. Les ressources de matières premières nécessaires pour fabriquer ce mélange sont très qrandes le mélange est peu coûteux et évite toute contamination du métal a traiter.
Il est avantageux que le matériau proposé contienne en supplément un agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium en quantité de 0,5 à 2,0% en poids rapporté à l'oxyde de l'élément stabilisant correspondant. Cela est particulièrement important lorsque les laitiers fondus sont d'une forte basicité et que leur réaction avec le réfractaire du revêtement fait apparaitre des orthosilicates de magnésium et de calcium.
L'agent de stabilisation de ces orthosilicates empêche leur inversion d'-une forme à une autre en assurant de ce fait, leur volume constant et en supprimant l'apparition de contraintes dans les pores du réfractaire de revêtement.
On connaît bien toute une série d'éléments dont les combinaisons jouent le rôle des stabilisants qui évitent l'inversion des orthosilicates de magnésium et de calcium. De tels éléments et leurs combinaisons sont suffisamment bien décrits dans la littérature spécialisée portant sur la production du ciment de portland. D'autre part, comme il va de soi d'ailleurs, le matériau destiné a la protection des revêtements des unités métallurgiques, objet de l'invention, ne doit pas contenir d'agents de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium qui pourraient perturber le processus de traitement du métal fondu ou contaminer celui-ci.
Parmi ces stabilisants convenables des orthosilicates de magnésium et de calcium, on peut citer les composés du bore, du baryum, du béryllium, du gallium, de l'indium, des lanthanides, ainsi que de l'yttrium et d'autres éléments des terres rares. Les plus abordables sont les oxydes de baryum, de bore et d'yttrium.
Il est avantageux que le matériau selon' l'invention soit réalisé sous forme de morceaux ayant une resistance a la compression de 1,0 à 1,6
MPa et une porosité ouverte de 50 à 60%. Un tel matériau, possédant une faible résistance, se désagrège rapidement et, par suite de sa grande surface chimiquement active, entre en réaction intense avec le laitier fondu.
MPa et une porosité ouverte de 50 à 60%. Un tel matériau, possédant une faible résistance, se désagrège rapidement et, par suite de sa grande surface chimiquement active, entre en réaction intense avec le laitier fondu.
Dans les cas où les matières premières a partir desquelles est fabriqué le matériau selon l'invention contiennent du bioxyde de silicium, il est preférable que le pourcentage de celui-ci dans le produit fini soit de 10% en poids au plus. Ceci permettra d'éviter la contamination du métal à traiter, quel que soit le mélange de base.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit en relation avec des exemples de réalisation particuliers.
Conformément à l'invention, les composants fondamentaux et indis
pensables du matériau protecteur des revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier sont l'oxyde d'aluminium et la magnesie dont la quantité est établie de sorte que le rapport pondéral de la magnésie par rapport ä l'alumine soit compris entre 0,3 et 0,8. La fabrication d'un tel matériau est réalisée à partir d'un mélange de base constitué par de l'alumine technique non calcinée servant de source de l'oxyde d'aluminium, de poussière de magnésite caustique servant de source de l'oxyde de magnésium et de 5 à 10% en poids d'argile plastique pulvérulente comme matiere liante.
pensables du matériau protecteur des revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier sont l'oxyde d'aluminium et la magnesie dont la quantité est établie de sorte que le rapport pondéral de la magnésie par rapport ä l'alumine soit compris entre 0,3 et 0,8. La fabrication d'un tel matériau est réalisée à partir d'un mélange de base constitué par de l'alumine technique non calcinée servant de source de l'oxyde d'aluminium, de poussière de magnésite caustique servant de source de l'oxyde de magnésium et de 5 à 10% en poids d'argile plastique pulvérulente comme matiere liante.
De plus, le matériau selon l'invention peut contenir de 0,5 à 2,0% en poids d'agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium. A cet effet, on introduit dans le mélange de base un additif approprié sous forme d'un composé du bore, du baryum, de l'yttrium ou d'un autre stabilisant convenable qui ne troublerait pas le procédé de traitement du métal, ni le contaminerait. Il est a noter que, comme sources de l'oxyde d'aluminium, de la magnésie et du liant, le melange de base peut contenir des matières premières autres que celles qui sont données dans les exemples ci-dessous, à condition cependant que le bioxyde de silicium présent dans ces matières ne seretrouve pas dans le matériau fini en une quantité dépassant 10% en poids. Le melange de base indiqué dans les exemples de réalisation de l'invention satisfait bien à l'exigence susmentionnée.A noter que, lorsqu'on utilise ce mélange pour fabriquer le matériau selon l'invention, ce dernier contiendra l'oxyde de calcium et l'oxyde ferrique comme impuretés. Cependant, ces composants chimiques présents dans les matières premières ne sont pas indispensables et n'exercent aucune influence sur les propriétés du matériau destiné à protéger les revêtements des unites métallurgiques contre l'action du laitier.
Le matériau destiné à protéger les revêtements des ouvrages métallurgiques contre l'action du laitier est formé de morceaux, sous forme de granules ou de briquettes, dont la résistance à la compression est de 1,0 à 1,6 MPa et la porosité ouverte, de 50 à 60%. Les exemples particuliers qui suivent donnent les caractéristiques des matériaux réalisés sous forme de briquettes.
Pour fabriquer les briquettes, on a- chargé le mélange de base dans un mélangeur et on l'a agité pendant 10 minutes environ. On a humidifié ensuite le mélange avec un résidu de distillation alcoolique sul fi tique ou une suspension de levure sulfitique de densité de 1,15 à 1,18 g/cm3 en continuant d'agiter pendant 5 minutes encore. Ensuite, on a effectué le façonnage par pressage des briquettes pour obtenir les dimensions de 230x111x65 mm. Le façonnage des briquettes est effectué à la pression de 20 mégapascals. Le moulage terminé, les briquettes ont été séchées à une température de 70 à 100"C pour porter leur teneur en eau à 0,3-0,5% en poids et cuites à une température de 10000C environ durant 2 heures.
On donne ci-après les compositions particulières des matériaux ainsi obtenus et du mélange de base à partir duquel ils ont été fabriqués, ainsi que les propriétés physiques des briquettes formees.
EXEMPLE 1
Cet exemple concerne un matériau destiné à protéger les revêtements des ouvrages métallurgiques contre la désagrégation, matériau objet de la
Présente invention, dans lequel le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est de l'ordre d'environ 0,8 et où le stabilisantdesortho- silicates de magnésium et de calcium est absent.
Cet exemple concerne un matériau destiné à protéger les revêtements des ouvrages métallurgiques contre la désagrégation, matériau objet de la
Présente invention, dans lequel le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est de l'ordre d'environ 0,8 et où le stabilisantdesortho- silicates de magnésium et de calcium est absent.
La composition chimique de ce matériau en pourcentage pondéral est la suivante:
oxyde d'aluminium 53,0
magnésie 42,3
bioxyde de silicium 3,0
oxyde de calcium 0,8
oxyde de fer 0,9
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes eQce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 50
poussière de magnésite caustique 45
argile réfractaire pulvérulente 5
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes:
résistance à la compression 1,20 MPa
porosité ouverte 58%
densité apparente 1,12 g/cm3
EXEMPLE 2
A la différence de l'exemple 1,dans cet exemple le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est de l'ordre d'environ 0,3.
oxyde d'aluminium 53,0
magnésie 42,3
bioxyde de silicium 3,0
oxyde de calcium 0,8
oxyde de fer 0,9
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes eQce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 50
poussière de magnésite caustique 45
argile réfractaire pulvérulente 5
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes:
résistance à la compression 1,20 MPa
porosité ouverte 58%
densité apparente 1,12 g/cm3
EXEMPLE 2
A la différence de l'exemple 1,dans cet exemple le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est de l'ordre d'environ 0,3.
La composition chimique, en pourcentage pondéral, du matériau destiné à protéger les revêtements des unites métallurgiques est la suivante:
oxyde d'aluminium 70,0
magnésie 22,5
bioxyde de silicium 6,6
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,5
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes de ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 65
poussière de magnésite caustique 25
argile réfractaire pulvérulente 10
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes::
résistance à la compression 1,6 MPa
porosité ouverte 50%
densité apparente 1,18 g/cm3
EXEMPLE 3
Dans cet exemple, le rapport ponderal de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium dans le matériau destiné à protéger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier est de 0,6 environ; de plus, ce matériau contient en supplément un stabilisant des orthosilicates de ma gnésium et de calcium sous forme d'oxyde de bore.
oxyde d'aluminium 70,0
magnésie 22,5
bioxyde de silicium 6,6
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,5
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes de ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 65
poussière de magnésite caustique 25
argile réfractaire pulvérulente 10
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes::
résistance à la compression 1,6 MPa
porosité ouverte 50%
densité apparente 1,18 g/cm3
EXEMPLE 3
Dans cet exemple, le rapport ponderal de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium dans le matériau destiné à protéger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier est de 0,6 environ; de plus, ce matériau contient en supplément un stabilisant des orthosilicates de ma gnésium et de calcium sous forme d'oxyde de bore.
La composition chimique, en pourcentage pondéral, de ce matériau est la suivante:
oxyde d'aluminium 56,2
magnesie 35,4
bioxyde de silicium 4,7
oxyde de bore 2,0
oxyde de calcium 0,8
oxyde de fer 0,9
La composition, en pourcentage pondéral, du melange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 50
poussière de magnésite caustique 38
argile réfractaire pulvérulente 10
acide borique 2
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes::
résistance à la compression 1,5 MPa
porosité ouverte 52%
densité apparente 1,10 g/cm3
EXEMPLE 4
Dans cet exemple,par comparaison avec l'exemple 3, le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est d'environ 0,3 et la teneur en stabilisant des orthosilicates de magnésium et de calcium est de l'ordre de 1% en poids.
oxyde d'aluminium 56,2
magnesie 35,4
bioxyde de silicium 4,7
oxyde de bore 2,0
oxyde de calcium 0,8
oxyde de fer 0,9
La composition, en pourcentage pondéral, du melange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 50
poussière de magnésite caustique 38
argile réfractaire pulvérulente 10
acide borique 2
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes::
résistance à la compression 1,5 MPa
porosité ouverte 52%
densité apparente 1,10 g/cm3
EXEMPLE 4
Dans cet exemple,par comparaison avec l'exemple 3, le rapport pondéral de la magnésie vis-à-vis de l'oxyde d'aluminium est d'environ 0,3 et la teneur en stabilisant des orthosilicates de magnésium et de calcium est de l'ordre de 1% en poids.
La composition chimique en pourcentage pondéral, de ce matériau est la suivante:
oxyde d'aluminium 73,2
magnésie 20,9
bioxyde de silicium 3,9
oxyde de bore 1,0
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,6
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 70
poussière de magnésite caustique 20
argile réfractaire pulvérulente 9
oxyde de bore 1
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes:
résistance à la compression 1,5 MPa
porosité ouverte 51%
densité apparente 1,18 g/cm3
EXEMPLE 5
Dans cet exemple, on a fait varier, par rapport a l'exemple 4, la teneur en oxyde de bore du matériau fini,teneur qui est de l'ordure de 0,5% en poids.La composition chimique totale, en pourcentage pondéral, de ce matériau est la suivante:
oxyde d'aluminium 73,2
magnésie 22,5
bioxyde de silicium 2,9
oxyde de bore 0,5
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,5
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 70
poussière de magnésite caustique 25
argile réfractaire pulvérulente 4,5
oxyde de bore 0,5
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques suivantes::
résistance à la compression 1,2 MPa
porosité ouverte 58%
densité apparente 1,1 g/cm3
EXEMPLE 6
Dans cet exemple, on a ajouté, comme stabilisant des orthosilicates de magnesium et de calcium, de l'oxyde de baryum, la proportion des autres composants chimiques du matériau étant conservée telle qu'elle était dans l'exemple 3. Les caractéristiques physiques du matériau sont identiaues à celles de l'exemple 3.
oxyde d'aluminium 73,2
magnésie 20,9
bioxyde de silicium 3,9
oxyde de bore 1,0
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,6
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 70
poussière de magnésite caustique 20
argile réfractaire pulvérulente 9
oxyde de bore 1
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques physiques suivantes:
résistance à la compression 1,5 MPa
porosité ouverte 51%
densité apparente 1,18 g/cm3
EXEMPLE 5
Dans cet exemple, on a fait varier, par rapport a l'exemple 4, la teneur en oxyde de bore du matériau fini,teneur qui est de l'ordure de 0,5% en poids.La composition chimique totale, en pourcentage pondéral, de ce matériau est la suivante:
oxyde d'aluminium 73,2
magnésie 22,5
bioxyde de silicium 2,9
oxyde de bore 0,5
oxyde de calcium 0,4
oxyde de fer 0,5
La composition, en pourcentage pondéral, du mélange de base à partir duquel on a fabriqué les briquettes en ce matériau est la suivante:
alumine technique non calcinée 70
poussière de magnésite caustique 25
argile réfractaire pulvérulente 4,5
oxyde de bore 0,5
La briquette en ce matériau fabriqué à partir du mélange indiqué présente les caractéristiques suivantes::
résistance à la compression 1,2 MPa
porosité ouverte 58%
densité apparente 1,1 g/cm3
EXEMPLE 6
Dans cet exemple, on a ajouté, comme stabilisant des orthosilicates de magnesium et de calcium, de l'oxyde de baryum, la proportion des autres composants chimiques du matériau étant conservée telle qu'elle était dans l'exemple 3. Les caractéristiques physiques du matériau sont identiaues à celles de l'exemple 3.
EXEMPLE 7
Dans cet exemple, on a ajouté, comme stabilisant des orthosilicates de magnésium et de calcium, de l'oxyde d'yttrium, la proportion des autres composants chimiques du matériau restant telle qu'elle était dans l'exemple 3.
Dans cet exemple, on a ajouté, comme stabilisant des orthosilicates de magnésium et de calcium, de l'oxyde d'yttrium, la proportion des autres composants chimiques du matériau restant telle qu'elle était dans l'exemple 3.
Les caractéristiques physiques du matériau sont identiques à celles de l'exemple 3.
Tous les matériaux cités dans les exemples 1 à 7 ont été experimen- talement essayes, par la méthode dynamique pour déterminer la résistance au laitier des réfractaires de magnesite-chromite. A cet effet, on afabrique des échantillons cylindriques de 25 mm de hauteur et de diamètre, à partir d'un réfractaire contenant 75 à 80% en poids de MgO, 8 à 13% en poids de
Cr203, 2,0 a 2,5% en poids de CaO et 1,4 a 2,0% en poids de SiO2. Un tel échantillon a été immergé dans un laitier Martin basique fondu dont la composition, en pourcentage pondéral, était la suivante: 10,9 de SiO2, 20,3 de
FeO, 10,2 de Fe2O3, 2,5 de Al20 , 4,2 de MnO, 38,9 de CaO, 13,1 de MgO, 1,15 de P205.
Cr203, 2,0 a 2,5% en poids de CaO et 1,4 a 2,0% en poids de SiO2. Un tel échantillon a été immergé dans un laitier Martin basique fondu dont la composition, en pourcentage pondéral, était la suivante: 10,9 de SiO2, 20,3 de
FeO, 10,2 de Fe2O3, 2,5 de Al20 , 4,2 de MnO, 38,9 de CaO, 13,1 de MgO, 1,15 de P205.
Les conditions des essais ont été proches de celles de service réelles des revêtements des installations sous vide: température de 1600 à 16500C, pression de 13,3 à 66,5 Pa, vitesse d'élévation de la température de 8 à 10 C par minute et vitesse de refroidissement de 15 à 20"C par minute. On introduit dans le laitier le matériau selon les exemples 1 à 7, en quantité de 15% en poids par rapport au laitier, on immerge l'echan- tillon dans le laitier fondu et on le met en rotation.
Lors des essais, on détermine la vitesse moyenne V de desagrégation de l'échantillon d'après la perte de sa masse en g/min. et l'endurance maximale T en minutes.
Pour comparer, on a soumis à des essais analogues un échantillon exempt de matériaux selon l'invention. Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous:
TABLEAU 1
TABLEAU 1
<tb> <SEP> Sans <SEP> matériau <SEP> Matériaux <SEP> selon <SEP> I'invention <SEP> conformément <SEP> aux
<tb> <SEP> Caract- <SEP> selon <SEP> ~exemles
<tb> <SEP> ristigues <SEP> ~lalvt <SEP> --i--2-$-P3 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> sF5-E$0-6IIOI--Pli--FW <SEP> ;
<tb> <SEP> V <SEP> 0,079 <SEP> 0,024 <SEP> 0,026 <SEP> 0,022 <SEP> 0,028 <SEP> 0,030F;;is,029
<tb> <SEP> V <SEP> 0,079 <SEP> 0,024 <SEP> 0,026 <SEP> 0,022 <SEP> 0,028 <SEP> 0s030 <SEP> 0,028 <SEP> 0,029
<tb> <SEP> T <SEP> 23 <SEP> 80 <SEP> 74 <SEP> 84 <SEP> 78 <SEP> 72 <SEP> 76 <SEP> 76
<tb>
Outre ces essais, qui suffisent en eux-mêmes pour démontrer les avantages des matériaux selon l'invention, destinés à proteger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier, on a exécuté des essais industriels sur les installations de traitement par le vide hors du four de l'acier fondu en utilisant les matériaux sous forme de briquettes conformement aux exemples 1 et 3.De plus, pour faire une comparaison, dans des conditions analogues, on a traite l'acier fondu sans ajouter d'agent protecteur du revêtement contre l'action du laitier, et aussi avec l'utilisation de l'électrocorindon. La tenue des revêtements a eté évaluée d'après le nombre de fusions qu'on a pu exécuter sans réparation du revêtement. Les résultats de ces essais ont été résumés dans le tableau 2.
<tb> <SEP> Caract- <SEP> selon <SEP> ~exemles
<tb> <SEP> ristigues <SEP> ~lalvt <SEP> --i--2-$-P3 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> sF5-E$0-6IIOI--Pli--FW <SEP> ;
<tb> <SEP> V <SEP> 0,079 <SEP> 0,024 <SEP> 0,026 <SEP> 0,022 <SEP> 0,028 <SEP> 0,030F;;is,029
<tb> <SEP> V <SEP> 0,079 <SEP> 0,024 <SEP> 0,026 <SEP> 0,022 <SEP> 0,028 <SEP> 0s030 <SEP> 0,028 <SEP> 0,029
<tb> <SEP> T <SEP> 23 <SEP> 80 <SEP> 74 <SEP> 84 <SEP> 78 <SEP> 72 <SEP> 76 <SEP> 76
<tb>
Outre ces essais, qui suffisent en eux-mêmes pour démontrer les avantages des matériaux selon l'invention, destinés à proteger les revêtements des unités métallurgiques contre l'action du laitier, on a exécuté des essais industriels sur les installations de traitement par le vide hors du four de l'acier fondu en utilisant les matériaux sous forme de briquettes conformement aux exemples 1 et 3.De plus, pour faire une comparaison, dans des conditions analogues, on a traite l'acier fondu sans ajouter d'agent protecteur du revêtement contre l'action du laitier, et aussi avec l'utilisation de l'électrocorindon. La tenue des revêtements a eté évaluée d'après le nombre de fusions qu'on a pu exécuter sans réparation du revêtement. Les résultats de ces essais ont été résumés dans le tableau 2.
TABLEAU 2
<tb> Zones <SEP> des
<tb> revêtements <SEP> I <SEP> <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> fusions
<tb> <SEP> sans <SEP> protection <SEP> -' <SEP> <SEP> matériau <SEP> de <SEP> matériau
<tb> <SEP> des <SEP> revêtements <SEP> avec <SEP> électrocorindon <SEP> l'exemple <SEP> 1 <SEP> l'exemple <SEP> 3
<tb> Tuyau <SEP> d'as- <SEP> ~
<tb> piration <SEP> 90 <SEP> 109 <SEP> 200 <SEP> 250
<tb> Fond <SEP> et
<tb> parois <SEP> dansP
<tb> la <SEP> zone <SEP> du
<tb> metal <SEP> 116 <SEP> 154 <SEP> 250 <SEP> 450
<tb> r w
Ces essais font ressortir que les matériaux selon l'invention permettent d'augmenter considérablement la durée de service du revêtement des
unités métallurgiques, y compris des installations de traitement par le vide
hors du four de l'acier fondu. Cela est dû à une action intense des matériaux
décrits sur le laitier fondu. Ces matériaux, lorsqu'ils sont réalisés sous
forme de briquettes, peuvent être directement mis sur la surface du laitier
fondu et, lors de la variation du niveau de celui-ci, se déplacent ensemble avec le laitier en formant a la surface du revêtement des spinelles résis
tants. Ceci permet de supprimer les procédés d'application d'enduits protec
teurs, procédés qui sont ardus et, de surcroît, ne peuvent pas être correc
tement effectués dans des installations de traitement par le vide hors du
four de l'acier fondu par suite d'un accès difficile aux surfaces du revêtement. Par ailleurs, les matériaux selon l'invention sont peu coûteux et largement abordables.
<tb> revêtements <SEP> I <SEP> <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> fusions
<tb> <SEP> sans <SEP> protection <SEP> -' <SEP> <SEP> matériau <SEP> de <SEP> matériau
<tb> <SEP> des <SEP> revêtements <SEP> avec <SEP> électrocorindon <SEP> l'exemple <SEP> 1 <SEP> l'exemple <SEP> 3
<tb> Tuyau <SEP> d'as- <SEP> ~
<tb> piration <SEP> 90 <SEP> 109 <SEP> 200 <SEP> 250
<tb> Fond <SEP> et
<tb> parois <SEP> dansP
<tb> la <SEP> zone <SEP> du
<tb> metal <SEP> 116 <SEP> 154 <SEP> 250 <SEP> 450
<tb> r w
Ces essais font ressortir que les matériaux selon l'invention permettent d'augmenter considérablement la durée de service du revêtement des
unités métallurgiques, y compris des installations de traitement par le vide
hors du four de l'acier fondu. Cela est dû à une action intense des matériaux
décrits sur le laitier fondu. Ces matériaux, lorsqu'ils sont réalisés sous
forme de briquettes, peuvent être directement mis sur la surface du laitier
fondu et, lors de la variation du niveau de celui-ci, se déplacent ensemble avec le laitier en formant a la surface du revêtement des spinelles résis
tants. Ceci permet de supprimer les procédés d'application d'enduits protec
teurs, procédés qui sont ardus et, de surcroît, ne peuvent pas être correc
tement effectués dans des installations de traitement par le vide hors du
four de l'acier fondu par suite d'un accès difficile aux surfaces du revêtement. Par ailleurs, les matériaux selon l'invention sont peu coûteux et largement abordables.
Claims (8)
1. Matériau pour protéger les revêtements des unités metallurgiques contre l'action du laitier, matériau fabriqué sous forme d'un produit en morceaux a base d'oxyde d'aluminium, caractérisé par le fait qu'il contient en outrede la magnésie dont le rapport pondéral par rapport à l'oxyde d'aluminium est de l'ordre de 0,3 à 0,8.
2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient en plus un agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium en quantité de 0,5 à 2% en poids environ.
3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il contient, comme agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium, de l'oxyde de bore.
4. Matériau selon la revendication 2, caractérise par le fait qu'il contient, comme agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de.
calcium, de l'oxyde de baryum.
5. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il contient, comme agent de stabilisation des orthosilicates de magnésium et de calcium, de l'oxyde d'yttrium.
6. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, carac térise par le fait que la résistance a la compression et la porosite ouverte des morceaux qui le constituent sont respectivement de 1,0 à 1,6 MPa et de 50 à 60%.
7. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, contenant du bioxyde de silicium, caractérisé par le fait que la teneur en bioxyde de silicium ne dépasse pas 10% en poids.
8. Mélange de base pour fabriquer le matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est composé d'alumine technique, de poussière de magnésite caustique et d'argile réfractaire pulvérulente utilisée comme matière liante en quantité de 5 à 10% en poids.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU2917801 | 1980-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2482580A1 true FR2482580A1 (fr) | 1981-11-20 |
| FR2482580B1 FR2482580B1 (fr) | 1983-12-09 |
Family
ID=20893001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8108433A Granted FR2482580A1 (fr) | 1980-05-19 | 1981-04-28 | Materiau pour proteger les revetements des unites metallurgiques contre l'action du laitier et melange de base pour fabriquer un tel materiau |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT375400B (fr) |
| DE (1) | DE3111769C2 (fr) |
| FR (1) | FR2482580A1 (fr) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1348069A (fr) * | 1963-02-06 | 1964-01-04 | Hoerder Huettenunion Ag | Procédé pour prolonger la durée du garnissage réfractaire des récipients de dégazage des métaux, plus particulièrement de l'acier |
| GB962205A (en) * | 1962-03-03 | 1964-07-01 | Hoerder Huettenunion Ag | Improvements relating to refractory linings for chambers for degasifying metals |
| FR2002734A1 (fr) * | 1968-02-28 | 1969-10-31 | Hoesch Ag | |
| FR2077587A1 (fr) * | 1970-01-08 | 1971-10-29 | Minerais Sa | |
| FR2254644A1 (fr) * | 1973-12-12 | 1975-07-11 | Foseco Int | |
| BE829383A (fr) * | 1975-05-22 | 1975-09-15 | Procede pour proteger les parois refractaires de recipients metallurgiques |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3915696A (en) * | 1970-01-08 | 1975-10-28 | Ferdinand Fink | Sintered preformed slag for the steel industry |
-
1981
- 1981-03-12 AT AT113281A patent/AT375400B/de not_active IP Right Cessation
- 1981-03-25 DE DE19813111769 patent/DE3111769C2/de not_active Expired
- 1981-04-28 FR FR8108433A patent/FR2482580A1/fr active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB962205A (en) * | 1962-03-03 | 1964-07-01 | Hoerder Huettenunion Ag | Improvements relating to refractory linings for chambers for degasifying metals |
| FR1348069A (fr) * | 1963-02-06 | 1964-01-04 | Hoerder Huettenunion Ag | Procédé pour prolonger la durée du garnissage réfractaire des récipients de dégazage des métaux, plus particulièrement de l'acier |
| FR2002734A1 (fr) * | 1968-02-28 | 1969-10-31 | Hoesch Ag | |
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| FR2254644A1 (fr) * | 1973-12-12 | 1975-07-11 | Foseco Int | |
| BE829383A (fr) * | 1975-05-22 | 1975-09-15 | Procede pour proteger les parois refractaires de recipients metallurgiques |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA113281A (de) | 1983-12-15 |
| FR2482580B1 (fr) | 1983-12-09 |
| DE3111769A1 (de) | 1982-01-07 |
| AT375400B (de) | 1984-07-25 |
| DE3111769C2 (de) | 1986-09-18 |
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|---|---|---|---|
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