FR2499972A1 - PROFILES HAVING HIGH MECHANICAL STABILITY AT HIGH TEMPERATURES, PROCESS FOR THEIR MANUFACTURE AND USE THEREOF - Google Patents
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Abstract
PROFILES AYANT UNE GRANDE STABILITE MECANIQUE AUX TEMPERATURES ELEVEES, LEUR PROCEDE DE FABRICATION ET LEUR UTILISATION. LES PROFILES CONCERNES PAR LA PRESENTE INVENTION SONT FABRIQUES EN MELANGEANT SOIGNEUSEMENT DES FIBRES CERAMIQUES, OU BIEN UN MELANGE QUI EST CONSTITUE PAR 80 EN POIDS D'UNE GRANULATION FIBREUSE CUITE ET AU MOINS 20 EN POIDS DE FIBRES, AVEC DE L'ARGILE, D'AUTRES PRODUITS REFRACTAIRES, UN LIANT PHOSPHATE, UN LIANT ORGANIQUE ET DE L'EAU, EN COMPACTANT LE MELANGE OBTENU A UN FACTEUR DE VOLUME D'AU MOINS 3, SI ON UTILISE SEULEMENT DES FIBRES CERAMIQUES, OU BIEN A UN FACTEUR DE VOLUME D'AU MOINS 1,5, SI ON UTILISE LE MELANGE DE GRANULATION FIBREUSE ET DE FIBRES CERAMIQUES, TOUT EN MOULANT CE MELANGE PUIS EN SECHANT LE PROFILE AINSI FABRIQUE ETOU EN LE DURCISSANT ETOU EN LE CUISANT. UTILISATION DE CES PROFILES COMME PRODUITS REFRACTAIRES D'ENFOURNEMENT, PAR EXEMPLE.PROFILES HAVING GREAT MECHANICAL STABILITY AT HIGH TEMPERATURES, THEIR MANUFACTURING PROCESS AND THEIR USE. THE PROFILES CONCERNED BY THE PRESENT INVENTION ARE MANUFACTURED BY CAREFULLY MIXING CERAMIC FIBERS, OR A MIXTURE WHICH CONSISTS OF 80 BY WEIGHT OF A BAKED FIBROUS GRANULATION AND AT LEAST 20 BY WEIGHT OF FIBERS, WITH CLAY, OF OTHER REFRACTORY PRODUCTS, A PHOSPHATE BINDER, AN ORGANIC BINDER AND WATER, BY COMPACTING THE MIXTURE OBTAINED TO A VOLUME FACTOR OF AT LEAST 3, IF ONLY CERAMIC FIBERS ARE USED, OR AT A VOLUME FACTOR OF ' AT LEAST 1.5, IF USING THE MIXTURE OF FIBROUS GRANULATION AND CERAMIC FIBERS, WHILE MOLDING THIS MIXTURE THEN DRYING THE PROFILE SO MANUFACTURED AND OR CURING AND / OR BAKING IT. USE OF THESE PROFILES AS REFRACTORY SUPPLY PRODUCTS, FOR EXAMPLE.
Description
"Profilésayant une grande stabilité mécanique aux températures"Profiles having high mechanical stability at temperatures
élevées, leur procédé de fabrication et leur utilisation." their manufacturing process and their use. "
La présente invention concerne des profilés ayant une grande stabilité mécanique aux températures élevées, un procé- The present invention relates to profiles having high mechanical stability at elevated temperatures, a method of
dé pour leur fabrication et leur utilisation. for their manufacture and use.
On connait des corps fibreux céramiques, calorifuges, constitués de fibres réfractaires, de liant organique ou Fibrous ceramic bodies, heat-insulating, consisting of refractory fibers, organic binder or
minéral ayantd'une part une solidité réduite et une compres- which has a reduced strength and a compres-
sibilité élevée etd'autre partdes valeurs élevées pour la solidité, la densité et la résistance à la déformation. Ainsi la demande de brevet allemande déposée et acceptée en RFA NO 12 74 490 décrit une chambre de combustion pour fours qui est constituée par formage de la masse fibreusemélangée avec du liant et dans laquelle la concentration en liant doit aller en diminuant à travers la section de la paroi. Comme liant approprié sont indiqués les argiles, les silicates alcalins, high reliability and high values for strength, density and resistance to deformation. Thus, the German patent application filed and accepted in FRG No. 12 74 490 describes a furnace combustion chamber which is formed by forming the fibrous massmixed with binder and in which the binder concentration must decrease through the cross-section. Wall. Suitable binders are clays, alkali silicates,
le phosphate d'aluminium, la silice colloïdale avec une propor- aluminum phosphate, colloidal silica with a proportion
tion en poids de 5 à 35 X, de préférence 10 X. Mais le corps fibreux ne convient pas dans une mesure suffisante pour des charges élevées à cause de sa surface de paroi épaisse et dure by weight of 5 to 35%, preferably 10%. However, the fibrous body is not suitable to a sufficient extent for high loads because of its thick and hard wall surface.
et de la surface de paroi opposée molle et flexible. and the soft and flexible opposite wall surface.
Dans le procédé selon la demande de brevet allemande déposée et acceptée en RFA NO 27 32 387, la plaque en fibres minéralesliéesavec un liant synthétique organique doit être consolidée par imprégnation avec une suspension aqueuse d'une argile liante puis par recuit. En outre, sont connues d'après In the process according to the German patent application filed and accepted in FRG No. 27 32 387, the mineral fiber plate bonded with an organic synthetic binder must be consolidated by impregnation with an aqueous suspension of a binder clay and then by annealing. In addition, are known from
la demande de brevet européenne 0006362 des plaques qui con- European Patent Application 0006362 plates which
tiennent dans une matrice constituée par une argile plastique, hold in a matrix constituted by a plastic clay,
des fibres minérales du type fibres de verre comme fibres ren- mineral fibers of the glass fiber type as fibers
forçantes. Dans ce cas, les quantités d'argile sont comprises dans une gamme de 29 à 80 X en poids et la quantité de fibres minérales du type verre est comprise dans la gamme de 15 à forçantes. In this case, the amounts of clay are in a range of 29 to 80% by weight and the amount of glass type mineral fibers is in the range of 15 to
X en poids de la plaque.X by weight of the plate.
L'objet de la présente invention est constitué par des The object of the present invention is constituted by
profilés ayant des propriétés mécaniques et thermiques amélio- profiles with improved mechanical and thermal properties
rées qui peuvent être utilisés en particulier également comme which can be used in particular also as
produits de remplacement pour des plaques réfractaires légères. replacement products for light refractory plates.
Pour réaliser cet objet, on utilise des profilés ayant une grande stabilité mécanique aux températures élevées et de bonnes propriétés isolantes et qui sont préparées à partir de la composition suivante: 100 parties en poids soit de fibres céramiques, soit d'un mélan- ge constitué par au moins 20 % en poids de To achieve this object, profiles having high mechanical stability at high temperatures and good insulating properties and which are prepared from the following composition are used: 100 parts by weight of ceramic fibers or of a mixture consisting of by at least 20% by weight of
fibres et jusqu'à 80 % en poids d'une gra- fibers and up to 80% by weight of a
nulation fibreuse cui-te,fibrous mixture cui-te,
2 à 20partiesenpoids d'argile et/ou de A 1203 très finement di- 2 to 20 parts in clay and / or A 1203 very finely divided
visé et/ou de SiO2 très finement divisée et/ou d'hydroxydes d'aluminium et/ou de magnésie très finement divisée et/ou de dioxyde de titane très finement divisé and / or very finely divided SiO2 and / or very finely divided aluminum hydroxides and / or magnesia and / or very finely divided titanium dioxide
et/ou d'oxyde de chrome très finerient di- and / or chromium oxide very finely di-
visé.referred.
0 à 8 parties en poids d'un liant phosphaté, calculées en P205, 0 à 10 parties en poids d'un liant organique,et O à 10 parties en poids d'autres additifs réfractaires, mais o au moins 2 parties en poids d'un liant sont présentes, ayant: une densité de 0,5 à 1,8, une résistance à la flexion à chaud à lCOOC d'au moins 0,8 N/rami2, 0 to 8 parts by weight of a phosphate binder, calculated as P205, 0 to 10 parts by weight of an organic binder, and 0 to 10 parts by weight of other refractory additives, but o at least 2 parts by weight of binder are present, having a density of 0.5 to 1.8, a hot flexural strength at COOC of at least 0.8 N / rami,
une résistance au choc thermique ('WB) d'au ioins 25 refroidis- a thermal shock resistance ('WB) of at least 25 cooled
sements brusques à l'air.suddenly in the air.
Des formes avantageuses de réalisation des profilés con- Advantageous forms of embodiment of the profiles
formes à l'invention consistent à utiliser de la bentonite com- forms of the invention consist in using bentonite com-
me argile; de la porcelaine pulvérisée, de la chamotte ou du corindon en forme de boulettes creusescomme autre additif clay; pulverized porcelain, chamotte or corundum in the form of hollow pellets as another additive
réfractaire" du polyphosphate de sodium ou du monophosphate d'a- refractory "sodium polyphosphate or α-monophosphate
luminiumcomme liant phosphatétet de la méthylcellulose comme luminium as phosphate binding and methylcellulose as
liant organique.organic binder.
La fabrication desprofilés conformes à la présente in- The manufacture of profiles in accordance with this
vention s'effectue selon le procédé qui consiste dans le pre- vention is carried out according to the method which consists in the first
mier stade (a) à mélanger les ingrédients mentionnés ci-dessus dans les gammes de quantités indiquées1avec de l'eaudans un mélangeur, puis à compacter,en le moulant, le mélange obtenu dans le stade (a) à un facteur de volume d'au moins 3 si on utilise seulement les fibres céramiquesou bien à un facteur first stage (a) mixing the aforementioned ingredients in the indicated ranges of amounts with water in a mixer and then compacting, by molding, the mixture obtained in step (a) at a volume factor of at least 3 if you use only ceramic fibers or at a factor
de volume d'au moins 1,5 si on utilise un mélange de 80 par- at least 1.5 if a mixture of 80 parts is used.
ties en poids de granulations fibreuses et de 20 parties en by weight of fibrous granules and 20 parts by weight
poids de fibres céramiques, et (c) à sécher le profilé fabri- weight of ceramic fibers, and (c) drying the profile
qué dans le stade (b) et/ou à le durcir et/ou à le cuire. Des formes de réalisation préférées de ce procédé sont caractéri- in stage (b) and / or harden and / or cook. Preferred embodiments of this process are characterized by
sées par le fait que dans le stade (b) le compactage est ef- because in stage (b) the compaction is effected
fectué à un facteur de 5 à 8 si on utilise seulement des fi- at a factor of 5 to 8 if only
bres céramiquesou bien à un facteur de 2,5 à 4 si on utilise un mélange de 80 parties en poids de granulations fibreuses et de 20 parties en poids de fibres céramiques, et ceci tout en fabriquant des dalles fibreuses, et par le fait qu'on utilise ceramics or at a factor of 2.5 to 4 if a mixture of 80 parts by weight of fibrous granules and 20 parts by weight of ceramic fibers is used, and this while making fibrous slabs, and by the fact that we use
des fibres préparées comme fibres céramiques. fibers prepared as ceramic fibers.
L profilésconformesà l'invention peuvent être utilisés The profiles according to the invention can be used
dans beaucoup de domaines, en particulier comme produits de rem- in many areas, particularly as
placement pour les dalles réfractaires légères connues. Dans ce cas, ces profilés possèdent l'avantage qu'ils présentent une placement for known light refractory slabs. In this case, these profiles have the advantage that they present a
densité plus faible que ces dalles et qu'ils ont une distri- density lower than these slabs and that they have a distribution
bution très étroite de la grosseur des pores et une grosseur very narrow bution of pore size and size
de pores faible. Leur conductibilité thermique,malgré le compac- low pores. Their thermal conductivity, despite the compaction
tageest du même ordre de grandeur que celle des profilés en fibres de verre1connusnon compactés lors de leur fabrication, tage is of the same order of magnitude as that of fiberglass profiles1knownnon-compacted during their manufacture,
qui ont été fabriqués par formage sous vide simple. Contraire- which have been manufactured by simple vacuum forming. Opposite-
ment à ceux-ci, les profilés conformes à l'invention présentent In this connection, the profiles according to the invention
cependant une résistance particulièrement élevée. however, a particularly high resistance.
Grâce à leur résistance mécanique élevée, les profilés conformes à l'invention sont appropriés en particulier comme matériaux de remplissage pour joints de dilatation entre les briques des fours tubulaires rotatifs. Jusqu'ici, on utilisait de l'amiante mais l'utilisation de l'amiante a été rejetée peu à Due to their high mechanical strength, the profiles according to the invention are particularly suitable as filling materials for expansion joints between the bricks of rotary tubular furnaces. So far, asbestos has been used but the use of asbestos has been
peu à cause de ses effets dangereux pour la santé. little because of its dangerous health effects.
Comme fibres minérales, toutes les fibres céramiques As mineral fibers, all ceramic fibers
usuelles,comme la laine minérale ou les fibres à base de sili- such as mineral wool or silico-based fibers
cate d'aluminium contenant environ 40 à 95 % en poids de A1203e aluminum cate containing about 40 to 95% by weight of A1203e
peuvent être utilisées pour les profilés de la présente inven- can be used for the profiles of the present invention.
tion.tion.
Les autres additifs réfractaires, utilisés dans les pro- Other refractory additives used in
filés conformes à la présente inventionsont les additifs gé- yarns according to the present invention have the general additives
néralement utilisés pour les profilés fibreuxcomme la porce- commonly used for fibrous profiles such as porcelain
laine pulvérisée, la chamotte, le corindon en forme de boulet- pulverized wool, chamotte, corundum in the shape of a ball-shaped
tes creuses ou la vermniculiteO Les liants presents dans les profilés de la présente hollow or vermiculite The binders present in the profiles of the present
invention sont des liants phosphatés, par exemple le borophos- are phosphate binders, for example borophosphorus
phate, le phosphate d'aluminium ou le polyphosphate de sodium ayant un degré de polymérisation de n _> 4 et en particulier phate, aluminum phosphate or sodium polyphosphate having a degree of polymerization of n> 4 and in particular
de n = 6 à 10.from n = 6 to 10.
Les liants organiques presents dans les profilés confor- The organic binders present in the profiles conforming
mes à l'invention sont les liants utilisés généralement dans les profilés réfractaires ou résistant au feu, coinme l'Pamidon, my invention is the binders generally used in refractory or fire-resistant profiles, wedges the starch,
la lessive résiduaire sulfitique, la SiIasse, m7tis en parti-- the sulphite waste liquor, SiIasse, in part
culier la méthylcellulose. La quantité de liant indiquée est methylcellulose. The amount of binder indicated is
calculée en liant organique solide, c'est-à-dire sans la quan- calculated by solid organic binder, that is, without the quantity
tité d'eau.water.
Aussi bien le liant phosphaté que le liant organique peuvent être utilisés aussi bien à l 'état dissous que sous forme solide: lors de l'utilisation de la méthylcellulose. qui est ajoutée généralement sous forme d'une solution aqueuse a 5 X en Both the phosphate binder and the organic binder can be used both in the dissolved state and in solid form: during the use of methylcellulose. which is generally added in the form of an aqueous solution at 5 X in
poids, une partie de cette méthylcellulose est toutefois avan- part of this methylcellulose is, however,
tageusement incorporée,en particulier si de grandes quantités tagely incorporated, especially if large quantities
en sont utiliséesjcomme liant organiquelsous forme solide fine- are used as an organic binder in a fine solid form
ment divisée1car sinon la quantité d'eau introduite dans la composition par une telle solution de liant deviendrait trop grande. L'argile et/ou A1203 très finement divisé- et /ou SiO2 très finement diviséeet/ou les hydroxydes d'aluminium et/ou la magnésie très finement divisée et/ou le dioxyde de titane Otherwise, the amount of water introduced into the composition by such a binder solution would become too great. The clay and / or Al 2 O 3 very finely divided and / or SiO 2 very finely divided and / or the aluminum hydroxides and / or the very finely divided magnesia and / or the titanium dioxide
très finement divisé et/ou l'oxyde de chrome très finement divi- very finely divided and / or very finely divided chromium oxide
sé,présents dans la composition des profilés de la présente invention, sont les constituants utilisés;comme on sait;dans le domaine des réfractaires. Dans le cas o l'argile est utilisée, il s'agit alors d'une argile liante classique ou même d'une argile spéciale utilisée de préférence,comme par exemple la bentonite. Par l'expression "très finement divisé" utilisée ici, en rapport avec les constituants sus- mentionnés, il faut comprendre que ces constituants se présentent & l'état finement Se, present in the composition of the profiles of the present invention, are the constituents used, as is known, in the field of refractories. In the case where the clay is used, it is then a conventional binder clay or even a special clay preferably used, such as for example bentonite. By the term "very finely divided" used herein, in connection with the aforementioned constituents, it is to be understood that these constituents are present in the state finely.
moulu ou même à l'état colloïdal. En particulierlors de l'uti- ground or even in the colloidal state. In particular when using
lisation de ces matières existant à l'état colloïdal, comme la of these colloidal materials, such as
SiO2 colloïdale ou l'oxyde d'aluminium colloidal, il est pos- Colloidal SiO2 or colloidal aluminum oxide, it is pos-
sible de n'utiliser que de faibles quantités de liant, notam- sible to use only small amounts of binder,
ment presque vers la limite inférieure de 2 parties en poids d'un tel liant. Le liant peut etre constitué seulement par un liant phosphate ou seulement par un liant organique, mais avan- tageusement un mélange aussi bien du liant phosphaté que du liant organique est utilisé, l'utilisation du liant phosphate et de la méthylcellulose comme liant organique,en quantités almost to the lower limit of 2 parts by weight of such binder. The binder can consist of only a phosphate binder or only an organic binder, but advantageously a mixture of both the phosphate binder and the organic binder is used, the use of the phosphate binder and methylcellulose as organic binder, quantities
pondérales sensiblement égales, est particulièrement préférée. substantially equal weights, is particularly preferred.
Avantageusement, la composition des profilés conformes à l'invention contient de 5 à 15 parties en poids d'argile ou des autres constituants mentionnés pour 100 parties en poids de fibres céramiques. Particulièrement avantageuse est l'utilisation d'un mélange d'argile et en particulier de bentonite et de 1 à 3 parties en poids d'un des autres constituants sus-mentionnés, Advantageously, the composition of the profiles according to the invention contains from 5 to 15 parts by weight of clay or the other constituents mentioned per 100 parts by weight of ceramic fibers. Particularly advantageous is the use of a mixture of clay and in particular of bentonite and from 1 to 3 parts by weight of one of the other constituents mentioned above,
en particulier de silice colloidale. in particular of colloidal silica.
Lors de la fabrication des profilés de la présente inven- During the manufacture of the profiles of the present invention
tion, on prépare un mélange constitué par les fibres cérami- tion, a mixture consisting of the ceramic fibers is prepared.
quesou le mélange de fibres céramiques et d'une granulation or the mixture of ceramic fibers and granulation
fibreuse cuite, l'argile ou les autres constituants sus-mention- fibrous material, clay or other constituents
nés, le liant phosphate,éventuellement présent, les autres ad- the phosphate binder, possibly present, the other
ditifs réfractaires,éventuellement utilisés et le liant organi- refractory materials, if any, and the organic binder
que1éventuellement utilisé,en ajoutant de l'eau. Quand le liant phosphaté et/ou le liant organique existent déjà sous forme d'une solution, généralement une solution aqueuse, l'addition de l'eau only possibly used, adding water. When the phosphate binder and / or the organic binder already exist in the form of a solution, generally an aqueous solution, the addition of water
peut ne pas être nécessaire. Lors de la fabrication dans le sta- may not be necessary. During manufacture in the sta-
de (a) du procédé de la présente invention, généralement 5 à parties en poids d'eau pour 100 parties en poids de fibres céramiques se trouvent dans le mélange. Le liant phosphateécomme le polyphosphate de sodium et le monophosphate d'aluminiumiainsi que le liant organiquetcomme la lessive résiduaire sulfitique ou la méthylcellulose,peuvent être incorporés à l'état solidemoulu, mais il est également possible d'ajouter une partie de ce liant Of (a) the process of the present invention, generally 5 parts by weight of water per 100 parts by weight of ceramic fibers are in the mixture. The phosphate binder, such as sodium polyphosphate and aluminum monophosphate, as well as the organic binder such as sulphite waste liquor or methylcellulose, can be incorporated in the solid state, but it is also possible to add a part of this binder.
sous forme d'une solution et le reste sous forme solide. in the form of a solution and the remainder in solid form.
La granulation fibreuse cuite1utilisée lors de la fabri- The fired fibrous granulation used during manufacture
cation des profilés conformes à la présente invention est dé- cation of the profiles according to the present invention is de-
-rite en détail dans la demande de brevet français correspondant à i demnnde de brevet alae]]ncóe n P 3105579.6 de la deranderesse déposée mfme jour. La préparation de cette granulation fibreuse s'effectue de la façon suivante: a) 100 parties en poids de fibres céramiques, 2 à 15 parties en poids d'argile et/ou de A1203 très finement divisé et/ou de SiO très finement divisée et/ou d'hydroxydes d'aluminium et/ou de magnésie très finement divisée et/ou de dioxyde de titane très finement divisé et /ou d'oxyde de chrome très finement divisé, éventuellement jusqu'à parties en poids d'autres additifs réfractaireset 1 à 8 parties en poids de liant phosphate éventuellement en ajoutant un plastifiantsont soigneusement mélangées is described in detail in the French patent application corresponding to the patent application filed with the applicant P 3105579.6 same day. The preparation of this fibrous granulation is carried out as follows: a) 100 parts by weight of ceramic fibers, 2 to 15 parts by weight of clay and / or of very finely divided Al 2 O 3 and / or of SiO very finely divided and and / or very finely divided aluminum hydroxides and / or magnesia and / or very finely divided titanium dioxide and / or very finely divided chromium oxide, optionally up to parts by weight of other refractory additives and 1 to 8 parts by weight of phosphate binder optionally adding plasticizers are carefully mixed
avec environ 2 à 25 parties en poids d'eaudans un mélan- with about 2 to 25 parts by weight of water in a mixture of
geur,geur,
b) le mélange obtenu dans le stade (a) est corpacté à un fac- (b) the mixture obtained in stage (a) is
teur de volume d'au moins 3,etvolume of at least 3, and
c) le produit obtenu dans le stade (b) est éventuellement sé- (c) the product obtained in stage (b) is
ché et cuit à des températures de 800 à 1550 Cpuis broyé cooked and cooked at temperatures from 800 to 1550 Cpuis crushed
jusqu'à la granulation désirée.until the desired granulation.
Les matières: fibrescéramiques,argile ou les autres cons- Materials: Ceramic fibers, clay or other
tituants mentionnés. les additifs réfractaires et le liant mentioned. refractory additives and the binder
phosphatè,utilis6es pour la préparation de cette granulation f i- phosphates, used for the preparation of this granulation
breusecorrespondent aux matières telles qu'elles ont été d6- breusecorrespond to the subjects as they have been
crites précédemment. Comme plastifiant,est utilise de préfé- previously written. As a plasticizer, is preferably used
rence la méthylcellulose. Pour la préparation de la granulation fibreuse, le compactage dans le stade (b) peut être effectué dans une boudineuse, une presse rotative ou un dispositif à briquetBr. Le mélange des constituants dans le stade (a) pour la préparation de cette granulation fibreuse peut s'effectuer dans tout mélangeur approprié, par exemple dans un mélangeur Drais'. Avantageusement, pour la préparation d'une granulation fibreuse de ce genre, des fibres préparées sont utilisées comme methylcellulose. For the preparation of fibrous granulation, compaction in stage (b) can be carried out in an extruder, a rotary press or a lighterBr. The mixture of the constituents in stage (a) for the preparation of this fibrous granulation can be carried out in any suitable mixer, for example in a mixer Drais'. Advantageously, for the preparation of a fibrous granulation of this kind, prepared fibers are used as
fibres céramiques,comme celles pouvant être utilisées égale- ceramic fibers, such as those which can be used equally
ment pour la fabrication des profilés de la présente invention. for the production of the profiles of the present invention.
Le broyage dans le stade (c) pour la préparation de cette gra- Grinding in stage (c) for the preparation of this grading
nulation fibreuse peut s'effectuer dans tout dispositif appro- fibrous tissue can be performed in any appropriate device
prié, la taille maximale des grains étant généralement de 6 mm. the maximum grain size is usually 6 mm.
Ce broyage peut toutefois être réglé également dans une gamne déterminée, par exemple un produit ayant une granulatior cc:,rise entre 2 et 3 m peut être obtenu tout simplement par broyage dans les dispositifs broyeurs classiques et éventuellement par tamisage This grinding can, however, also be adjusted in a specific range, for example a product having a granulatior of between 2 and 3 m can be obtained simply by grinding in the conventional grinding devices and possibly by sieving.
des granulations souhaitées. La matière granulaire ainsi obte- desired granulations. The granular material thus obtained
nue a une densité de 0,7 à 1,75 g/cm3 et présente un volume de pores de l'ordre de grandeur de 35 à 75 %. La quantité du plastifiant éventuellement ajouté dans le stade (a) pour la préparation de cette granulation fibreuse dépend du dispositif de compactage utilisé dans le stabe (b). Par exemple lors de l'utilisation de méthylcellulose et d'un compactage dans une boudineuse, on ajoute une quantité de 4 parties en poids de méthylcellulose, la moitié de cette quantité de méthylcellulose nude has a density of 0.7 to 1.75 g / cm3 and has a pore volume of the order of magnitude of 35 to 75%. The amount of the plasticizer optionally added in step (a) for the preparation of this fibrous granulation depends on the compacting device used in stabe (b). For example, when using methylcellulose and compaction in an extruder, a quantity of 4 parts by weight of methylcellulose is added, half of this amount of methylcellulose
étant sous forme d'une solution à 5 % dans l'eau et l'autre moi- being in the form of a 5% solution in water and the other me-
tié étant ajoutée sous forme de méthylcellulose sèche. Mais si le compactage est effectué dans une boudineuse, la quantité is added as dry methylcellulose. But if the compaction is done in an extruder, the quantity
d'eau utilisée dans le stade (a) peut aller jusqu'à 100 par- water used in stadium (a) can be up to 100
ties en poids.by weight.
La quantité d'eau utilisée pour la fabrication des profi- The quantity of water used for the production of
lés de la présente invention doit être maintenue aussi faible que possible, de préférence seulement jusqu'à 15 parties en poids d'eau pour 100 parties en poids de fibres céramiques, et en particulier,de préférence,seulement 10 parties en poids d'eau pour 100 parties en poids de fibres céramiques sont of the present invention should be kept as low as possible, preferably only up to 15 parts by weight of water per 100 parts by weight of ceramic fibers, and in particular, preferably only 10 parts by weight of water. per 100 parts by weight of ceramic fibers are
ajoutées, de sorte qu'une masse pâteuse est obtenue. added, so that a pasty mass is obtained.
L'avantage dans l'utilisation d'un mélange de fibres cé- The advantage in the use of a fiber mixture
miques et d'une granulation fibreuse repose sur le fait que, lors de la fabrication des profilés conformes à l'invention, il ne faut qu'une faible quantité d'eau. Dans ce cas, la quantité However, in the manufacture of the profiles according to the invention, only a small amount of water is needed. In this case, the quantity
d'eau dépend de la proportion de fibres céramiques et de granu- of water depends on the proportion of ceramic fibers and granu-
lation fibreuse cuite dans le mélange, la quantité d'eau né- the fibrous solution cooked in the mixture, the amount of water
cessaire étant d'autant plus faible que la proportion de granu- the lower the proportion of granu-
lation fibreuse cuitedans le mélangetest plus grande. L'utili- The fibrous solution cooked in the mixture is larger. The utili-
sation d'un mélange de 50 % en poids de fibres céramiques et de 50 % en poids de granulation fibreuse cuite s'est révélée of a mixture of 50% by weight of ceramic fibers and 50% by weight of fried fibrous granulation was found to be
particulièrement avantageuse.particularly advantageous.
La masse pâteuse obtenue dans le stade (a) pour la fabri- The pasty mass obtained in stage (a) for the manufacture
cation des profilés est, dans le stade du procédé conforme à la in the process step according to the
présente invention1chargée dans une presse appropriéepar exem- present invention loaded into a suitable press, for example
ple dans une presse à plateaux multiples ou une presse d'établi ou même une presse isostatiqueet est pressée pendant un temps in a multi-platen press or a bench press or even an isostatic press and is pressed for a time
249;972249; 972
approprié qui dépend du type de presse utilisée. Dans une appropriate depending on the type of press used. In
presse à plateaux multiples, la durée de pressaege est ge- multi-platen press, the press duration is ge-
néralement de 5 à 20 secondes.typically 5 to 20 seconds.
Il est essentiel que lors de la fabrication du profilé conforme à la présente inventiondans le stade {b)/ le compac- tage s'effectue à un facteur-de volurne d'au moins 3 si des It is essential that in the production of the profile according to the present invention in stage (b) / the compaction is carried out at a volumetric factor of at least 3 if
fibres céramiques sont seules u tilisées on ' un facteur de volu- Only ceramic fibers are used on a volumetric
me d:au moins 1, 5 si un mélange de 30 parties en poids de granulation fibreuse cuite et de 20 parties en poids de fibres céramiques est utilisé. En utilisant.n m<lange de fibres céramiques et de granulation fibreuse dans d'autres proportions, at least 1.5 if a mixture of 30 parts by weight of fired fibrous granulation and 20 parts by weight of ceramic fibers is used. By using a mixture of ceramic fibers and fibrous granulation in other proportions,
ce facteur minimum de compactage est cempris entre 3 et 1, 5. this minimum compaction factor is between 3 and 1.5.
La valeur préférée du facteur de com-ctage dans le cas o on utilise seulement les fibres cm.ram!ques est comprise entre 5 et 8 etdans le cas, ou on uti2ise un mélange de 80 parties en poids de granulaticn fibreuse et de 20 parties en poids de fibres céramiques est comprise entre 2, 5 et 4. Bien entendu pour d'autres proportions de fibres céramiques et de granulation The preferred value of the compaction factor in the case where only the cm.ram fibers are used is between 5 and 8 and in the case where a mixture of 80 parts by weight of fibrous granulate and 20 parts is used. in weight of ceramic fibers is between 2, 5 and 4. Of course for other proportions of ceramic fibers and granulation
fibreuse cuite;dans un mélange, les facteurs de compactage avan- fibrous firing, in a mixture the compaction factors
tageux sont compris entre les valeurs limites mentionnées ci- are between the limit values mentioned below.
dessus. Le facteur maximal de volume de compactage, en utilisant seulement des fibres céramiquestva d'environ 12 à 14 tandis above. The maximum compaction volume factor, using only ceramic fibers was about 12 to 14 while
que, en utilisant un mélange de 80 parties en poids de granu- that using a mixture of 80 parts by weight of granular
lation fibreuse et de 20 parties en poids de fibres céramiques, fibrous solution and 20 parts by weight of ceramic fibers,
sa valeur va de 6 à 8.its value is from 6 to 8.
Dans le cas o les profilés conformes à l'invention sont fabriqués sous forme de dalles de fibres, celles-ci peuvent In the case where the profiles according to the invention are manufactured in the form of fiber slabs, these may
présenter une épaisseur de 1 à 50 mm. have a thickness of 1 to 50 mm.
Après le pressage, les profilés dans le stade (c) du procédé de la présente invention sont séchés à des températures élevées, de préférence entre 110 et 180 C,puis ils peuvent être After pressing, the profiles in stage (c) of the process of the present invention are dried at elevated temperatures, preferably between 110 and 180 C, and then they can be
durcis à des températures comprises entre 250 C et 6001C ou me- cured at temperatures between 250 C and 6001C or
me cuits à des températures comprises entre 800 C et 16500C. La température maximale de cuisson comme également la température I cooked at temperatures between 800 C and 16500C. The maximum cooking temperature as well as the temperature
limite d'emploi dépend toutefois principalement des fibres cé- However, the limit of use depends mainly on
ramiques utilisées dans le mélange de départ, et dans une faible ramiques used in the starting mixture, and in a low
mesure des autres additifs réfractaires éventuellement présents. measurement of the other refractory additives possibly present.
Les fibres céramiques se présentent en leur état de li- The ceramic fibers are in their state of readiness
vraison sous forme d'une laine en vracmais elles sont en par- in the form of bulk wool, but they are in particular
tie fortement compactées. Pour permettre encore une meilleure liaison des fibres per le lient utilisé et un mreilleur mouillage de la surface par les liquides les moins concentrés, les fibres strongly compacted. To allow even better bonding of the fibers per the bind used and a better wetting of the surface by the less concentrated liquids, the fibers
sont avantageusement préparées avant le moulage. are advantageously prepared before molding.
Pour cela, desappareils mélangeurs comportant des têtes For this purpose, mixing devices comprising heads
mélangeuses tournant à grande vitesse, dits mélangeurs à tur- stirrers rotating at high speed, so-called turbo mixers
bine, peuvent être utilisés, ce par quoi, les gros agglomérats existant dans les fibresen l'état de livraison sont désagrégés, can be used, whereby the large agglomerates existing in the fibers in the delivery state are broken down,
sans que les fibres soient fortement broyées d'une façon inad- without the fibers being badly crushed
missible.missible.
Dans le procédé de la présente invention, il est possi- In the process of the present invention, it is possible
ble dans le cas o on n'utiLise pas de granulation fibreuse cuite, d'effectuer le stade (a) également dans un mélangeur à turbine de ce genre, c'est-à-dire dans un mélangeur comportant des têtes porte-lams tournant à grande vitesse, ce qui signifie que la désagrégation des fibres et leur mélangesont effectués In the case where no fried fibrous granulation is used, perform step (a) also in a turbine mixer of this type, that is to say in a mixer comprising rotating nozzle heads. at high speed, which means that the disintegration of the fibers and their mixtures have been carried out
avec les autres constituants ajoutés dans ce stade (a), notam- with the other constituents added in this stage (a), in particular
ment avec l'argile et/ou les autres constituants mentionnés, with the clay and / or the other constituents mentioned,
éventuellement le liant phosphaté, les autres additifs réfrac- phosphated binder, the other refractory additives
taires, éventuellement le liant organique. Mais dans ce cas, seules les matières solides sèches sont ajoutées pour réaliser d'une part. la désagrégation des fibres agglomérées,et d'autre part, le mélangeage homogène des matières ajoutées. Ensuite, l'eau et éventuellement le liant utilisé sous forme de solution, sont optionally the organic binder. But in this case, only dry solids are added to achieve on the one hand. the disaggregation of the agglomerated fibers, and secondly, the homogeneous mixing of the added materials. Then, the water and optionally the binder used in the form of a solution, are
alors pulvérisés dans le récipient mélangeur puis mélangés. then sprayed into the mixing vessel and mixed.
Mais bien entendu, il est également possible d'effectuer la désagrégation des fibres céramiques tout d'abord dans un mélangeur à turbine puis d'ajouter dans un autre mélangeur, par But of course, it is also possible to perform the disintegration of the ceramic fibers first in a turbine mixer and then to add to another mixer, by
exemple un mélangeur Drais ou un mélangeurEirich les autres additifs. example a Drais mixer or a mixerEirich the other additives.
Ce mode opératoire est particulièrement utilisé quand on se sert de verhiculite ou de corindon en forme de boulettes creuses comme autre additif réfractaire, car sinon un concassage de ces This procedure is particularly used when using verhiculite or corundum in the form of hollow pellets as another refractory additive, otherwise a crushing of these
ratières se produit,également lors de l'utilisation d'une granula- dying occurs, also when using granular
ion fibreuse cuite dans le m6lange avEcles fibres céramiques. fibrous ion cooked in the mixture with ceramic fibers.
Les profilés conformes à la présente invention possèdent avantage particulier que!par suite de leur teneur relativement élevée en fibres céramiques, ils présentent de très bonnes propriétés d'isolation thermique et à cause du compactage et The profiles according to the present invention have the particular advantage that, because of their relatively high content of ceramic fibers, they have very good thermal insulation properties and because of the compaction and
d'un facteur de volume d'au moins 3 ou 1,5 lors de leur fabri- volume factor of at least 3 or 1.5 when manufacturing them
cation.ils présentent ue stabilité mécanique relativement bonne. cation.They exhibit relatively good mechanical stability.
En outre, leur résistance au choc thermique (TWIB) est remar- In addition, their thermal shock resistance (TWIB) is remark-
quable et s'élève à plus de 25 cycles. quable and amounts to more than 25 cycles.
La présente invention est expliquée en détail à l'aide The present invention is explained in detail using
des exemples suivants.following examples.
Dans les exemples, on utilise des fibres céramiques du système A1203-SiO2 et;à cet effetune matière fibreuse A ayant 47 % de A1203 et 53 % de SiO2, avecux ttepératurede mise en oeuvre jusqu'à 1260 C et une matière fibreuse B appropriée pour des températures de mise en oeuvre plus élevées ayant 95 % In the examples, ceramic fibers of the Al 2 O 3 -SiO 2 system are used and for this purpose fibrous material A having 47% Al 2 O 3 and 53% SiO 2, with working temperature up to 1260 ° C and a fibrous material B suitable for higher processing temperatures having 95%
de A1203 et 5 % de SiO2.A1203 and 5% SiO2.
Les mélanges sont préparés en partie dans un mélangeur à turbine qui est équipé d'une tête porte-lawes tournant à grande vitesse (3 000 tours/minute). Dans ce mélangeur, la matière The mixtures are prepared in part in a turbine mixer which is equipped with a high-speed rotating head (3000 rpm). In this mixer, the material
fibreuse est d'abord bien désagrégée et, par ailleurs,un gTniuat fi- fibrous tissue is at first well disintegrated and, moreover, a rich gene-
breux chargé unifornràent avec les constituants du mélange igitable et fluide, very charged with the constituents of the iguable and fluid mixture,
se forme simultanément. Le mélange constitué par le granu- is formed simultaneously. The mixture consisting of granular
lat fibreux est transformé en article fibreux au cours du traitement ultérieur sous presse ayant une densité apparente fibrous lat is transformed into fibrous article during subsequent press treatment having apparent density
plus ou moins élevée et une structure particulièrement homogène. more or less high and a particularly homogeneous structure.
Avec un mélangeur qui est équipé de bras mélangeurs fonction- With a mixer that is equipped with mixing arms function-
nant à une vitesse relativement basse, par exemple un mélan- at a relatively low speed, for example a mixture of
geur Eirich, une désagrégation des fibres moins intense est par contre obtenue et on n'obtient pas un travail du mélange aussi homogène. La solution à 50 % de monophosphate d'aluminium est introduite dans le mélangeur sous forme de brouillard dans la région de la têteportelawestournant à grande vitesse. Ainsi, avec le plus faible volume de liquide,par exemple 10% en poids de MP-6,6 litres, un mouillage complet de la surface des agglomérats est On the other hand, on the other hand, less intense fiber disintegration is achieved and the work of the mixture is not as homogeneous. The 50% aluminum monophosphate solution is introduced into the mixer as a fog in the region of the high speed head. Thus, with the smallest volume of liquid, for example 10% by weight of MP-6.6 liters, a complete wetting of the surface of the agglomerates is
obtenu. L'eau est injectée ensuite de la même façon. L'eau dis- got. The water is then injected in the same way. Water dis-
sout la méthylcellulose sèche éventuellement présente et entral- the dry methylcellulose possibly present and entral-
ne ainsi une bonne résistance à sec des ébauches. thus not a good dry resistance of the blanks.
de corps moulés Préparation de granulations fibreuses cuites: a) On mélange 100 parties en poids de fibres céramiques A, parties en poids d'argile liante, contenant 35 % en poids de A1203 et 1,5 partie en poids de méthylcellulose of molded bodies Preparation of fired fibrous granulations: a) 100 parts by weight of ceramic fibers A, parts by weight of binder clay, containing 35% by weight of Al 2 O 3 and 1.5 parts by weight of methyl cellulose are mixed.
sèche pulvérulente,dans un mélangeur Eirich"pendant 10 mi- powder in an Eirich mixer for 10 minutes.
nutes. Ensuite, 10 parties en poids d'une solution à 50 % en poids de monophosphate d'aluminium et 2 parties en poids d'eau sont pulvérisées sur la masse dans le mélangeur, tout en poursuivant le mélangeage et mélangées pendant encore utes. Next, 10 parts by weight of a 50% by weight solution of aluminum monophosphate and 2 parts by weight of water are pulverized onto the mass in the mixer, while continuing mixing and mixing for a further time.
minutes.minutes.
Le produit enlevé du mélangeur est pressé en un pro- The product removed from the mixer is pressed in one
duit en forme de Jallesayant une épaisseur de 30 mm,dans une presse à plateaux multiples kà une pression de pressage de 30 N/mm2, ce qui fait qu'on obtient un compactage à un 30 mm thick, in a multi-plate press at a pressing pressure of 30 N / mm 2, resulting in compacting at one
facteur de 5,5.factor of 5.5.
Le produit en forme de dalles obtenu est séché ensuite à 110 C pendant 24 heures dans un four, puis cuit à des températures différentes à chaque fois pendant 24 heures, The slab product obtained is then dried at 110 ° C. for 24 hours in an oven and then baked at different temperatures each time for 24 hours.
puis broyé à une taille maximale des grains de 3 mm. then ground to a maximum grain size of 3 mm.
La granulation a les propriétés suivantes: Granulation has the following properties:
Tableau ITable I
Température de cuisson ( C) 800 1350 1510 Densité apparente des grains R (g/cm3) 1,34 1,52 1,77 Poids spécifique S (g/cm3) 2,60 2,70 2,75 Volume de pores Pg (% en volume)47,7 43,7 35,6 b) Le mode opératoire de la préparation (a) est répété, mais Cooking Temperature (C) 800 1350 1510 Bulk Density R (g / cm3) 1.34 1.52 1.77 Specific Gravity S (g / cm3) 2.60 2.70 2.75 Volume of Pore Pg ( % by volume) 47.7 43.7 35.6 b) The procedure of Preparation (a) is repeated, but
on utilise un mélangeur & turbine pour désagréger les fibres. a mixer & turbine is used to break up the fibers.
La pression de pressage dans le stade (b) est de 10 ou de N/mm2, le compactage est réalisé à un facteur de 4 et 5, The pressing pressure in stage (b) is 10 or N / mm 2, compaction is carried out at a factor of 4 and 5,
respectivement.respectively.
Après une cuisson à 1350 C pendant 24 heures et broya- After cooking at 1350 C for 24 hours and crushing
gejon obtient une granulation ayant les propriétés suivan- gejon obtains granulation with the following properties
tes:your:
Tableau IITable II
Pression de pressage (N/mm) 10 15 R (g/cm) 0,7 1,02 Poids spécifique (g/cm3) 2,7 2,7 Pg (% en volume) 74 63 c) Le mode opératoire de la preparation (a) est répéte,mais la quantité de monophosphate d aluminiumr est alors de 15 parties en poids et la quantité d'eau est de 5 parties en poids, avec un temps de mélangeage ramené à 20 minutes. Après une cuisson à 1350 C pendant 24 heures et broyage à la gra- nulation désirée, celleci a les propriétés suivantes Pressing pressure (N / mm) 10 15 R (g / cm) 0.7 1.02 Specific weight (g / cm3) 2.7 2.7 g (% by volume) 74 63 c) The procedure of the Preparation (a) is repeated, but the amount of aluminum monophosphate is then 15 parts by weight and the amount of water is 5 parts by weight, with a mixing time reduced to 20 minutes. After cooking at 1350 ° C. for 24 hours and grinding at the desired granulation, it has the following properties:
Tableau IiITable IiI
R (g/cm3) 1,29 S (g/cm3) 2,69 Pg (% en volume) 53,8 d) Le mode opératoire de la préparation (a) est répétésmais on ajoute encore 8 Parties en poúds de farine de chamotte dans le premier stade. En outre, onl ajoute seulement 8,3 R (g / cm3) 1.29 S (g / cm3) 2.69 μg (% by volume) 53.8 d) The procedure of Preparation (a) is repeated, but 8 parts by weight of flour are added. chamotte in the first stage. In addition, it adds only 8.3
parties en poids de la so'ution à 50 % en poids de mono- parts by weight of the 50% by weight solution of mono-
phosphate d'aluminium mais 4 parties d'eau dans le stade aluminum phosphate but 4 parts water in the stadium
de mélangeage.mixing.
La pression de pressage dans le stade de compactage est de 30 N/mm2, ce qui donne un compactage à un facteur de The pressing pressure in the compaction stage is 30 N / mm2, which gives a compaction to a factor of
volume de 5,2.volume of 5.2.
Le produit en forme de dalle5obtenutest séché à 180eC et les échantillons sont cuits à des températures différentes indiquées dans le tableauIV ciaprès. Ensuite, le produit séché ou cuit est broyé à une taille maximale des grains de 3 mm. La granulation obtenue a les propriétés suivantes: The slab-shaped product is dried at 180 ° C. and the samples are fired at different temperatures indicated in Table IV below. Then, the dried or cooked product is milled to a maximum grain size of 3 mm. The granulation obtained has the following properties:
Tableau IVTable IV
Température de traitement ( C) 180 800 1200 1300 1500 Densité apparente des grains, R (g/cm) 1,30 1,26 1,31 1,34 1,48 Poids spécifique (g/cm3) 2, 60 2,60 2,65 2,68 2,72 Pg (% en volume) 50,0 51,5 50,5 50,0 45,6 L'invention est maintenant expliquée en détail à l'aide Processing temperature (C) 180 800 1200 1300 1500 Bulk density, R (g / cm) 1.30 1.26 1.31 1.34 1.48 Specific weight (g / cm3) 2, 60 2.60 2.65 2.68 2.72 Pg (% by volume) 50.0 51.5 50.5 50.0 45.6 The invention is now explained in detail using
des exemples illustratifs mais non limitatifs ci-après. illustrative but nonlimiting examples hereinafter.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
On utilise la composition suivante: Parties en poids Fibres céramiques A (à 47 % en poids de A1203) 100 Argile liante (à 35 % en poids de A1203 10 Méthylcellulose sèche 1,5 Solution de monophosphate d'aluminium, (50 % en poids) 10 Eau 2 Les fibres céramiques A sont chargées avec l'argile liante et la méthylcellulose sèche dans le mélangeur'Eirich" puis traitées dans ce mélangeur pendant 20 minutes, ce qui fait qu'on obtient un mélange homogène. Ensuite, tout en continuant de mélanger, la solution de monophosphate d'aluminium puis The following composition is used: Parts by weight Ceramic fibers A (47% by weight of Al 2 O 3) 100 Binder clay (at 35% by weight of Al 2 O 3 Dry methyl cellulose 1.5 Solution of aluminum monophosphate, (50% by weight The ceramic fibers A are loaded with the binder clay and the dry methylcellulose in the Eirich mixer and then treated in this mixer for 20 minutes, so that a homogeneous mixture is obtained. to mix, the solution of aluminum monophosphate then
l'eau sont pulvérisées puis on continue de mélanger soigneuse- water is sprayed and then we continue to mix carefully
ment. Ensuite, avec une pression de pressage de 30 N/mm2, on is lying. Then, with a pressing pressure of 30 N / mm2,
* comprime en briques ayant comme dimensions 405 x 135 x 50 mm.* compressed in bricks with dimensions 405 x 135 x 50 mm.
Le facteur de compactage est de 6,0. The compaction factor is 6.0.
Ensuite, les briques sont séchées pendant 4 heures à C puis cuites à diverses températures pendant des temps différents. Les propriétés mesurées sur les briques après la cuisson à différentes températures sont les suivantes: Then, the bricks are dried for 4 hours at C and then baked at different temperatures for different times. The properties measured on the bricks after cooking at different temperatures are as follows:
Tableau V 800oC/8h 13500C/6h 1510oC/'6h R (g/cm3) 1,34 1,52 1,77 Pg (% en volume)Table V 800oC / 8h 13500C / 6h 1510oC / 6h R (g / cc) 1.34 1.52 1.77 Pg (% by volume)
47,7 43,7 35,6 VM'(N/mm2) 1408 1303 5291 KBF (N/mm2) 5,0 4,4 8,2 47.7 43.7 35.6 VM '(N / mm2) 1408 1303 5291 KBF (N / mm2) 5.0 4.4 8.2
TWB" > 25 > 25 - 25TWB "> 25> 25 - 25
HBF',1000 C (N/mm2) 4,7 6,6 11,6 HBF,. 1200 C (N/mm2) 6,2 5,9 9,6 Retrait après 24 h à 1400oC -3,19 -1,89 HBF ', 1000 C (N / mm2) 4.7 6.6, 11.6 HBF ,. 1200 C (N / mm2) 6.2 5.9 9.6 Withdrawal after 24 h at 1400oC -3.19 -1.89
1500 C -6,94 -3,35 -0,161500 C -6.94 -3.35 -0.16
1600oC -10,32 -7,70 -5,45 1350oC/6h 1510oc/6h Analyse chimique Al203 (%) 44,7 A203 SiO2 (S) 50,7 1600oC -10,32 -7,70 -5,45 1350oC / 6h 1510oc / 6h Chemical analysis Al203 (%) 44.7 A203 SiO2 (S) 50.7
P205 (%) 2,95P205 (%) 2.95
Conductibilité thermique,WLF (W/m K à 700 C) 0,45 VM = module de déformation ^ KBF = résistance à la flexion à froid lTWB = résistance aux chocs thermiques "'XHBF = résistance à la flexion à chaud Thermal conductivity, WLF (W / m K at 700 C) 0.45 VM = modulus of deformation ^ KBF = resistance to cold bending LTWB = thermal shock resistance "XHBF = resistance to hot bending
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On réalise le même mélange en opérant dans le mélangeur à turbinelet sous une pression de pressage plus faible etlaprès la cuisson à1350 C, on obtient des briques ayant les propriétés ci-après, les propriétés pour une pression de pressage de N/mm2 indiquées sont tirées du tableau V à titre comparatif: The same mixture is made by operating in the stirring mixer at a lower pressing pressure and after baking at 1350 ° C., bricks having the following properties are obtained; the properties for a pressing pressure of N / mm 2 indicated are drawn. of Table V for comparison:
Tableau VITable VI
En Pression de pressage (N/mm2) Facteur de compactage Temperature de cuisson ( C) Durée de cuisson (h) R (g/cm3) Pg ( % en volume) KBF (N/mm2) HBF, 1000 C (N/mm2) HBF, 1200 C (N/mm) HBF, 1400 C (N/mm2) WLF, (W/m K à 700 C) Pressing pressure (N / mm2) Compaction factor Baking temperature (C) Cooking time (h) R (g / cm3) Pg (% by volume) KBF (N / mm2) HBF, 1000 C (N / mm2) HBF, 1200 C (N / mm) HBF, 1400 C (N / mm2) WLF, (W / m K at 700 C)
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
On utilise la composition xemple 1 6,0 1,52 43,7 4,4 6,6 ,9 0,45 ,4 1,34 58,0 4,1 ,6 0,25 Exemp le 2 The composition xample 1 6.0 1.52 43.7 4.4 6.6, 9 0.45, 4 1.34 58.0 4.1, 6 0.25 Exemp 2
1010
4,4 3,54,4 3,5
1350 13501350 1350
24 2424 24
1,02 0,71.02 0.7
63,0 74,063.0 74.0
0,9 0,70.9 0.7
2,0 0,82.0 0.8
2,3 0,92.3 0.9
0,20 0,160,20 0,16
suivante: Parties en noids Fibres céramiques A (à 47 % en poids de A1203) Argile liante (à 35 % en poids de A1203) 8000c/8h Méthylcellulose, sèche Monophosphate d'aluminium (solution à 50 % en poids) Eau Parties en poids 1,5 Dans le stade (a) du procédé de la présente invention, on utilise un mélangeur'Eirich. Les constituants secs sont tout d'abord chargés dans le mélangeur"Eirich"puis mélangés pendant minutes, ensuite la solution de monophosphate d'aluminium puis l'eau sont pulvérisées. Après avoir encore mélangé pendant Next: Portions of ceramic fibers A (47% by weight of Al2O3) Binder clay (35% by weight of Al2O3) 8000c / 8h Methylcellulose, dry Aluminum monophosphate (50% by weight solution) Water Parts by weight 1.5 In step (a) of the process of the present invention, an Eirich mixer is used. The dry constituents are first loaded in the mixer "Eirich" then mixed for minutes, then the solution of aluminum monophosphate and water are sprayed. After mixing for a while
minutes, la masse est enlevée du mélangeur. minutes, the mass is removed from the mixer.
Comme pour l'exemple 1 précédent, le mélange est trans- As in Example 1 above, the mixture is trans-
formé par compression en briques, dans une presse à une pression formed by compression in bricks, in a press at a pressure
de pressage de 30 U/mm2. Le facteur de compactage est de 5,2. pressing pressure of 30 U / mm2. The compaction factor is 5.2.
Les briques compactées sont séchées à 1100C pendant 4 heures puiscuites pendant 6 heures à 1350 C. Les propriétés déterminées sur les briques obtenues sont les suivantes: The compacted bricks are dried at 1100C for 4 hours puffed for 6 hours at 1350 C. The properties determined on the bricks obtained are as follows:
Tableau VIITable VII
R (g/cm3) 1,29 Pg (% en volume) 53,8 HBF à 1000 C (N/mm2) 2,1 KBF (N/mm2) 2,6 WLF (W/m K à 700 C) 0,35 Une comparaison des briques fabriquées selon les exoeples 1, 2 ou 3 montre que,lors du traitement dans un mélangeur à turbine et à une pression de pressage égale, des profilés ayant une résistance à la flexion à froid plus élevée peuvent être R (g / cm3) 1.29 Pg (% by volume) 53.8 HBF at 1000 C (N / mm2) 2.1 KBF (N / mm2) 2.6 WLF (W / m K at 700 C) 0 A comparison of the bricks made according to Examples 1, 2 or 3 shows that, during treatment in a turbine mixer and at equal pressing pressure, profiles having a higher cold flex resistance can be used.
obtenus. Avec le traitement dans un mélangeur"Eirich, c'est- obtained. With the treatment in a mixer "Eirich, that is
à-dire sans désagrégation des fibres céramiques, il est avanta- that is to say without disintegrating the ceramic fibers, it is
geux d'augmenter légèrement la quantité de liant phosphaté et également la quantité d'eau, la quantité d'eau devant être to slightly increase the amount of phosphate binder and also the amount of water, the amount of water to be
avantageusement comprise entre 8 et 10 %. advantageously between 8 and 10%.
EXEMPLES 4 et 5 On utilise les compositions.suivantes: Fibres céramiques B (à 95 % en poids de A1203) Argile liante (à 35 % en poids de A1203) Méthylcellulose sèche Solution de monophosphate d'aluminium Parties en poids EXAMPLES 4 and 5 The following compositions were used: Ceramic fibers B (95% by weight of Al 2 O 3) Binder clay (at 35% by weight of Al 2 O 3) Dry methylcellulose Aluminum monophosphate solution Parts by weight
100100
1,5 1,5 à 50 % en poids 12 15 Eau 3 5 La préparation de la composition s'effectue dans le 1.5 to 50% by weight 12 Water 3 The preparation of the composition is carried out in the
stade (a) suivant le mode opératoire de l'exemple 2, c'est-à- stage (a) according to the procedure of Example 2, i.e.
dire en utilisant un mélangeur à turbine. say using a turbine mixer.
Le mélange obtenu dans le stade {a) est compacté en briques selon le mode opératoire de 3. exemple 2à une pression de pressage de 9 ou de 20 N/mt2, puis les briques sont séchées pendant 4 heures à 110 C puis cuites 24 heures à 1350cC. Les propriétés des briques ainsi obtenues sont les suivantes: The mixture obtained in stage (a) is compacted into bricks according to the procedure of Example 2 at a pressing pressure of 9 or 20 N / m 2, then the bricks are dried for 4 hours at 110 ° C. and then cooked for 24 hours. at 1350cC. The properties of the bricks thus obtained are as follows:
Tableau VIIITable VIII
ExempleExample
R (g/cm) Facteur de compactage Pg (% en volume KBF (N/mm2) HBF, 900 C (N/mm2 HBF,1000 C (N/mm) HBF,1400 C (N/mm2) WLF (W/m K à 700 C) R (g / cm) Compaction factor Pg (% by volume KBF (N / mm2) HBF, 900 C (N / mm2 HBF, 1000 C (N / mm) HBF, 1400 C (N / mm2) WLF (W / m K at 700 C)
EXEMPLES 6 à 9EXAMPLES 6 to 9
On prépare la 0,52 3,5 84,2 0,9 0,8 0,7 0,19 composition suivante: Parties 1, 01 6,7 69, 4 1,9 3,4 0,35 en poids Fibres céramiques A (à 47 % en poids de A1203) Fibres céramiques B (à 95 % en poids de A1203) Argile liante (à 35 % en poids de A1203) Alumine très finement broyée, L 44 ym Méthylcellulose sèche Solution de monophosphate d'aluminium 0.52 3.5 84.2 0.9 0.8 0.7 0.19 The following composition is prepared: Parts 1, 01 6.7 69, 4 1.9 3.4 0.35 by weight Ceramic fibers A (at 47% by weight of Al 2 O 3) Ceramic fibers B (at 95% by weight of Al 2 O 3) Binder clay (at 35% by weight of Al 2 O 3) Very finely ground alumina, L 44 ym Dry methylcellulose Solution of aluminum monophosphate
à 50 %at 50%
Eau Parties en poids 1,5 Selon le mode opératoire de l'exemple 2, le mélange de l'exemple 6 est traité dans un mélangeur à turbine et à la pression de pressage mentionnée dans le tableau IX ci-après Water Parts by Weight 1.5 According to the procedure of Example 2, the mixture of Example 6 is processed in a turbine mixer and at the pressing pressure mentioned in Table IX below.
est transformé en briques par compactage, selon le mode opéra- is compacted into bricks, according to the
toire de l'exemple 1. Dans les exemples 7 à 9, on utilise un mélangeur Eirich.' Après un séchage à 110 C pendant 4 heures, les briques In Examples 7 to 9, an Eirich mixer is used. After drying at 110 ° C. for 4 hours, the bricks
sont cuites pendant 24 heures à différentes températures men- are cooked for 24 hours at different temperatures
tionnées également dans le tableau. Les propriétés des bri- also in the table. The properties of
ques ainsi obtenues sont indiquées dans le tableau. thus obtained are shown in the table.
Au lieu de compacter le mélange indiqué ici en briques ayant les dimensions indiquées dans l'exemple 1, ces mélanges sont compactés en dalles ayant les dimensions de 360 x 360 x 18 mm dans une presse hydraulique à plateaux multiples. Ces dalles représentent des produits réfractaires d'enfournement remarquablespar exemple lors de la cuisson des produits de Instead of compacting the mixture indicated here in bricks having the dimensions indicated in Example 1, these mixtures are compacted into slabs having the dimensions of 360 x 360 x 18 mm in a multi-plate hydraulic press. These slabs represent remarkable refractory products of charging for example during the cooking of the products of
céramique fines ou de porcelaine.Fine ceramics or porcelain.
Tableau IXTable IX
Exemple 6 Pression de pressage (N/mm2) Facteur de compactage Séchage ( C) Température de cuisson ( C) Propriétés: R (g/cm3) Pg (% en volume) KBF (N/mm2) HBF, 1000 C (N/mm2) HBF, 1400 C (N/mm2) 3,8 0,57 79, 9 0,4 0,8 0, 8 ,3 1,22 62,1 3,5 4,5 36 WLF (W/m K à 700 C) 0,22 0,47 Example 6 Pressing pressure (N / mm2) Compaction factor Drying (C) Cooking temperature (C) Properties: R (g / cm3) Pg (% by volume) KBF (N / mm2) HBF, 1000 C (N / mm2) mm2) HBF, 1400 C (N / mm2) 3.8 0.57 79, 9 0.4 0.8 0, 8, 3 1.22 62.1 3.5 4.5 36 WLF (W / m K) at 700 C) 0.22 0.47
EXEMPLE 10EXAMPLE 10
On utilise la composition suivante:The following composition is used:
8 98 9
,3 1,22 62,2 4,6 ,3 1,31 59,3 4,2, 3 1.22 62.2 4.6, 3 1.31 59.3 4.2
4,9 5,64.9 5.6
0,49 0,530.49 0.53
Granulation fibreuse (a) Fibres céramiques B Argile liante à 35 % de A1203 Alumine très finement broyée, z 44 Mm Oxyde de chrome très finement broyé, C 44 ym Solution de monophospahte d'aluminium (50 % en poids) Polyphosphate de sodium4solide Eau Parties en Poids 0,5 La granulation fibreuse, l'argile, l'alumine et l'oxyde de chrome sont chargés avec le polyphosphate de sodium solide dans un mélangeur"Eirich, puis 5 parties en poids d'eau sont pulvérisées et mélangées pendant 5 minutes. Ensuiteîles 20 parties en poids de fibres céramiques B sont ajoutées puis on Fibrous granulation (a) Ceramic fibers B 35% binder clay A1203 Very fine milled alumina, z 44 Mm Very finely ground chromium oxide, C 44 ym Aluminum monophosphate solution (50% by weight) Sodium polyphosphate4Solid Water Parts in Weight 0.5 Fibrous granulation, clay, alumina and chromium oxide are loaded with solid sodium polyphosphate in an Eirich mixer, then 5 parts by weight of water are sprayed and mixed for 5 hours. Then 20 parts by weight of B ceramic fibers are added and then
mélange encore pendant 10 minutes, ensuite la solution de mono- mix again for 10 minutes, then the solution of mono-
phosphate d'aluminium est ajoutée et mélangée encore pendant minutes. Le mélange enlevé du mélangeur est comapacté en dalles de 405 x 135 x 15 mm1à une pression de pressage de N/mm2 puis séché 24 heures à 110 C et les dalles sont cuites Aluminum phosphate is added and mixed again for minutes. The mixture removed from the mixer is comapacted in slabs of 405 x 135 x 15 mm at a pressing pressure of N / mm 2 and then dried for 24 hours at 110 ° C. and the slabs are fired.
8 heures à 800 C ou à 1350 C. Sur le produit obtenu sont dé- 8 hours at 800 C or 1350 C. The product obtained is de-
terminées les propriétés suivantes: completed the following properties:
Tableau XPaintings
Température de cuisson (O C) 800 1350 R (g/cm) 1,8 1,8 Facteur de compactage 2,0 2,0 Pg (% en volume) 35,8 35,8 KBF (N/mm2) 2,65 6,4 HBF, 1000 C (N/mm 2) 4,5 7,0 WLF (W/m K à 700 C) 0,70 0,65 Cooking Temperature (OC) 800 1350 R (g / cm) 1.8 1.8 Compaction Factor 2.0 2.0 Pg (% by volume) 35.8 35.8 KBF (N / mm2) 2.65 6.4 HBF, 1000 C (N / mm 2) 4.5 7.0 WLF (W / m K at 700 C) 0.70 0.65
EXEMPLE 11EXAMPLE 11
On utilise la composition suivante: Parties en poids Fibres céramiques A 100 Corindon en forme de boulettes creuses 3 mm 10 Argile à 35 % de A1203 5 Magnésie 2 Borophosphate solide 4,5 Eau 9 The following composition is used: Parts by weight Ceramic fibers A 100 Corundum in the form of hollow pellets 3 mm 10 Clay at 35% Al 2 O 3 5 Magnesia 2 Borophosphate solid 4.5 Water 9
Les fibres sont tout d'abord désagrégées pendant 10 mi- The fibers are first broken up for 10 minutes.
nutes dans un mélangeur à turbine. Ensuite, dans un mélangeur Eirich, le corindon en forme de boulettes creuses, l'argile et l'eau sont chargés, on les mélange pendant 5 minutes, puis in a turbine mixer. Then, in an Eirich mixer, the corundum in the form of hollow pellets, the clay and the water are charged, they are mixed for 5 minutes, then
la magnésie et le borophosphate sont ajoutés et mélangés pen- magnesia and borophosphate are added and mixed
dant encore 5 minutes. Ensuite, les fibres désagrégées dans le mélangeur à turbine sont introduites dans le mélangeur for another 5 minutes. Then, the disaggregated fibers in the turbine mixer are introduced into the mixer
"Eirich'et mélangées pendant encore 20 minutes. "Eirich 'and mixed for another 20 minutes.
A partir du mélange obtenu, des dalles sont fabriquées selon le mode opératoire de l'exemple 10. Ces dalles sont From the mixture obtained, slabs are manufactured according to the procedure of Example 10. These slabs are
cuites à 800 C ou 1350 C après le séchage à 120 C. Sur le pro- cooked at 800 ° C or 1350 ° C. after drying at 120 ° C.
duit obtenu sont déterminées les propriétés suivantes: The following properties are determined:
Tableau XITable XI
Température de cuisson ( C) 800 1350 R (g/cm3) 1,15 1,18 Facteur de compactage 4,1 4,1 Pg (% en volume) 51,9 54,6 HBF, 1000 C (N/mm2) 2,8 4,1 WLF (W/m K à 700 C) 0,63 0,65 Cooking temperature (C) 800 1350 R (g / cm3) 1.15 1.18 Compaction factor 4.1 4.1 Pg (% by volume) 51.9 54.6 HBF, 1000 C (N / mm2) 2.8 4.1 WLF (W / m K at 700 C) 0.63 0.65
EXEMPLE 12EXAMPLE 12
On utilise la composition suivante: Parties en poids Fibres céramiques A 100 Argile liante 10 Lessive résiduaire sulfitique sèche 9 Eau 9 Dans un mélangeur Eirich' les fibres céramiques, l'argile The following composition is used: Parts by weight Ceramic fibers A 100 Binder clay 10 Dry sulfitic wastewater 9 Water 9 In a mixer Eirich 'ceramic fibers, clay
et la lessive résiduaire sulfitque solide sont mélangées pen- and the solid sulphitic waste liquor are mixed during
dant 10 minutes puis l'eau est pulvérisée sur le mélange et mélangée pendant encore 10 minutes. A une pression de pressage de 30 N/mm 2, des briques sont compactées comme dans l'exemple 1. Après un séchage à 110 C pendant 24 heures, ces briques sont cuites à 800 C ou 1350 C. Sur les briques, les propriétés suivantes sont déterminées: Tableau XII Température de cuisson ( C) 800 1350 R (g/cm3) 1,18 1,28 Facteur de compactage 5,1 5,1 Pg (% en volume) 54,6 52,6 HBF, 1000 C (N/mm2) 1,5 2, 9 WLF (W/m K à 700 C) 0,27 0,28 10 minutes then the water is sprayed on the mixture and mixed for another 10 minutes. At a pressing pressure of 30 N / mm 2, bricks are compacted as in Example 1. After drying at 110 C for 24 hours, these bricks are fired at 800 C or 1350 C. On bricks, the properties The following are determined: Table XII Cooking temperature (C) 800 1350 R (g / cm3) 1.18 1.28 Compaction factor 5.1 5.1 Pg (% by volume) 54.6 52.6 HBF, 1000 C (N / mm2) 1.5 2.9 WLF (W / m K at 700 C) 0.27 0.28
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