FR2757503A1 - Composition coulable completement exempte de ciment (zcc), procede de preparation de celle-ci et procede d'elaboration de produits faconnes prefabriques et de moulages, produits in situ, la mettant en oeuvre - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à une composition coulable complètement exempte de ciment, dénommée ZCC, ayant une masse volumique apparente de 1,4 à 1,6 g/ml, appropriée pour élaborer des produits façonnés préfabriqués et des moulages produits in situ, pour une utilisation dans des procédés métallurgiques, ayant une résistance mécanique relativement élevée, une faible porosité et une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et aux chocs thermiques à des températures élevées supérieures à 1500 deg.C, à un faible coût et selon un procédé simplifié, caractérisée en ce qu'elle comprend principalement des ingrédients tels que des grains et des fines particules d'alumine frittée et fondue, de la sillimanite et de la kyanite, de l'alumine calcinée microfine, de l'alumine hydratable, de l'alumine et de la silice réactives, et un agent défloculant, la taille des grains desdits ingrédients variant dans la plage globale de 0 à 10 mm en fonction de l'utilisation finale requise de la composition, cette composition contenant de 85 à 95% d'alumine, et ayant comme composition chimique (en % en poids): Al2 O3 : 85 à 95, SiO2 : 4,9 à13,9, Fe2 O3 : 0,1 à 1,0 et CaO: 0 à 0,1.
Description
La présente invention est relative à une composition coulable réfractaire complètement exempte de ciment (ZCC) ainsi qu'à des procédés de préparation de la composition et d'élaboration de produits façonnés préfabriqués et de moulages, produits in situ, la mettant en oeuvre, ayant une résistance mécanique, une résistance à l'abrasion, une résistance aux scories et une résistance aux chocs thermiques élevées, tant dans des conditions froides que chaudes, et particulièrement appropriés pour fabriquer de manière rentable des composants réfractaires cruciaux tels qu'un bloc formant sole massive pour four de réchauffage (dans des usines de laminage d'acier), un bouchon de purge de gaz, un tampon de fermeture, des buses destinées à être employées dans des poches de coulée et des fours à poche de coulée (dans des aciéries) et dans d'autres domaines cruciaux d'opérations métallurgiques.
Les briques réfractaires classiques cuites et non cuites, habituellement employées dans des opérations métallurgiques à métaux ferreux et non ferreux comme matériaux de garnissage, sont habituellement pressées en machine, Dans certains domaines cruciaux, on emploie également des matériaux réfractaires à couler à l'état fondu. Les principaux inconvénients des briques réfractaires classiques, comprennent leur masse volumique apparente relativement faible et leur porosité ouverte élevée (de 18 à 22 %) dues à la limitation de compactage par le pressage uni-axial du procédé de fabrication. En conséquence, la résistance mécanique de ces briques est relativement faible, et elle est en outre réduite aux températures d'utilisation (qui sont en général supérieures à leurs températures de maturation au moment de la fabrication) lorsque les composés à bas point de fusion générés à partir des impuretés et des adjuvants de frittage présents ou ajoutés dans la composition de brique, ramollissent ou fondent. La corrosion et l'érosion provoquées par l'action agressive des métaux et des scories fondus, sont également relativement rigoureuses en raison de leur porosité ouverte élevée et de leur faible résistance mécanique à haute température. Leur porosité ouverte élevée et leur médiocre résistance mécanique sont également responsables de leur médiocre résistance à l'abrasion à des températures tant basses qu'élevées.
En outre, les joints formés dans le garnissage de briques sont soumis à une corrosion, une érosion et une pénétration par des métaux et des scories en fusion, ce qui donne lieu au détachement relativement facile des briques et à la rupture du garnissage.
Les matériaux réfractaires de coulage à l'état fondu classiques, bien qu ils aient une résistance à l'abrasion et aux scories élevée à haute température, souffrent d'une médiocre résistance aux chocs thermiques en raison de leur extrêmement faible porosité, et ils sont en conséquence inadaptés à une utilisation dans les fours destinés à être fréquemment arrêtés pour satisfaire la logistique de production ou en raison des problèmes de production.
En plus des inconvénients mentionnés ci-dessus, les briques réfractaires et les matériaux réfractaires à couler à l'état fondu classiques, sont exigeants en coût et en énergie.
Certains des inconvénients inhérents des briques réfractaires classiques employées pour garnir des fours à métaux ferreux et non ferreux ainsi que leurs accessoires, tel que la rupture au niveau des joints de briques, pourraient être surmontés dans une large mesure en remplaçant ces briques par les produits coulables réfractaires de première génération classiques qui forment une structure monolithique lorsqu'on les applique comme matériaux de garnissage.
En outre, ces produits coulables classiques présentent certains avantages supplémentaires par rapport aux briques classiques, telles que la facilité et la souplesse ainsi que la polyvalence de leur application dans des domaines difficiles ou caractéristiques, leur application relativement rapide et l'économie d'énergie et de capitaux au stade de leur fabrication.
La teneur en ciment de ces matériaux réfractaires coulables classiques, est très élevée
(environ 10 à 12 %). En conséquence, leur teneur en
CaO (environ 3 %) et leur exigence en eau (10 à 15 %) pour le mélange et la mise en place sont également élevées. Les moulages réalisés en employant ces produits coulables sont mécaniquement faibles dans la zone de températures allant de 100 C jusqu'à environ 1 200 OC (jusqu'à ce que commence la liaison céramique) en raison de la dissociation d'une importante quantité d'hydrates de ciment formés au cours de la phase de durcissement des moulages.
(environ 10 à 12 %). En conséquence, leur teneur en
CaO (environ 3 %) et leur exigence en eau (10 à 15 %) pour le mélange et la mise en place sont également élevées. Les moulages réalisés en employant ces produits coulables sont mécaniquement faibles dans la zone de températures allant de 100 C jusqu'à environ 1 200 OC (jusqu'à ce que commence la liaison céramique) en raison de la dissociation d'une importante quantité d'hydrates de ciment formés au cours de la phase de durcissement des moulages.
Egalement, en raison de la présence d'une proportion élevée de CaO dans ces produits coulables, une quantité assez importante de composés à bas point de fusion, se forme à des températures relativement élevées, ce qui les rend à nouveau mécaniquement faibles dans ces plages de températures (même plus médiocres que des briques) . Dans la mesure où ces produits coulables nécessitent une importante quantité (de 10 à 15 %) d'eau pour le mélange et la mise en place, la porosité ouverte résultante dans la masse des moulages après chauffage (lorsque les hydrates de ciment se dissocient) est également élevée. La porosité élevée, la résistance mécanique médiocre et l'importante quantité de composés à bas point de fusion à haute température, donnent en outre lieu à une résistance à l'abrasion, à la corrosion et à l'érosion à chaud médiocre des moulages. En raison de ces inconvénients, l'utilisation des produits coulables classiques a été limitée aux domaines des opérations métallurgiques dans lesquelles l'efficacité du garnissage n'est pas si déterminante et où le garnissage par des briques réfractaires s'est avéré être difficile.
Certains des inconvénients majeurs mentionnés ci-dessus des matériaux réfractaires coulables classiques de première génération, ont été surmontés dans une large mesure par les produits coulables classiques de deuxième génération dans lesquels les mauvais effets du ciment de ces produits coulables classiques de première génération ont été éliminés en diminuant fortement leur teneur en ciment. Les produits coulables classiques de deuxième génération comprennent deux types, à savoir (1) celui comprenant les produits coulables à faible teneur en ciment
(LCC) contenant de 5 à 7 % de ciment, et (2) celui comprenant les produits coulables à très faible teneur en ciment (ULCC) contenant de 2 à 3 % de ciment. Ces deux produits coulables classiques de deuxième génération nécessitent une quantité d'eau nettement plus faible pour le mélange et la mise en place, que les produits coulables classiques de première génération. En conséquence d'une teneur en ciment et d'une exigence en eau de mélange relativement faibles, toutes leurs propriétés décrites précédemment, sont améliorées dans une large mesure, ce qui les rend meilleurs que les produits coulables de première génération classiques, et même que les briques réfractaires classiques, et ils ont en conséquence trouvé de larges applications dans de nombreux domaines où les températures de mise en oeuvre ne sont pas supérieures à 1 500 OC, de façon rentable, ce qui améliore la durée de vie du garnissage, réduit le coût d'entretien et améliore la productivité de l'installation. Des compositions chimiques caractéristiques des produits coulables LCC et ULCC classiques, sont mentionnées dans le tableau I.
(LCC) contenant de 5 à 7 % de ciment, et (2) celui comprenant les produits coulables à très faible teneur en ciment (ULCC) contenant de 2 à 3 % de ciment. Ces deux produits coulables classiques de deuxième génération nécessitent une quantité d'eau nettement plus faible pour le mélange et la mise en place, que les produits coulables classiques de première génération. En conséquence d'une teneur en ciment et d'une exigence en eau de mélange relativement faibles, toutes leurs propriétés décrites précédemment, sont améliorées dans une large mesure, ce qui les rend meilleurs que les produits coulables de première génération classiques, et même que les briques réfractaires classiques, et ils ont en conséquence trouvé de larges applications dans de nombreux domaines où les températures de mise en oeuvre ne sont pas supérieures à 1 500 OC, de façon rentable, ce qui améliore la durée de vie du garnissage, réduit le coût d'entretien et améliore la productivité de l'installation. Des compositions chimiques caractéristiques des produits coulables LCC et ULCC classiques, sont mentionnées dans le tableau I.
Les moulages réalisés en LCC ou en ULCC s'avèrent être toutefois inadaptés à des applications dans les domaines des opérations métallurgiques dans lesquelles la température de mise en oeuvre est supérieure à 1 500 OC. Actuellement, on emploie généralement dans ces domaines, des briques réfractaires et des matériaux réfractaires à couler à l'état fondu de types particuliers relativement coûteux. La raison de l'efficacité non satisfaisante des moulages réalisés en les produits coulables LCC et ULCC classiques, consiste en ce que bien qu'elle soit inférieure par comparaison aux matériaux réfractaires coulables classiques, une certaine quantité de ciment est présente dans ces produits coulables, ce qui a pour conséquence qu une certaine quantité de composés à bas point de fusion sont formés à haute température. Bien que leur proportion soit nettement plus faible, ces composés à bas point de fusion donnent lieu, à haute température pendant une période prolongée, à la dégradation, dans une certaine mesure, des propriétés des moulages réalisés à partir des produits coulables LCC et ULCC classiques à haute température. A des températures encore plus élevées, la viscosité de ces composés à bas point de fusion, est tellement réduite que toutes les propriétés à haute température sont dégradées, ce qui les rend inadaptés à une utilisation dans les domaines cruciaux.
Le but de la présente invention consiste à surmonter les inconvénients des briques réfractaires cuites et non cuites classiques, des matériaux réfractaires coulables à l'état fondu et des produits coulables des types LCC et ULCC, en procurant une composition coulable améliorée complètement exempte de ciment, et également un procédé de préparation de la composition, et un procédé d'élaboration de produits façonnés préfabriqués et de moulages produits in situ utilisant ladite composition.
Un autre but consiste à procurer un garnissage relativement peu coûteux et durable pour des zones cruciales de fours métallurgiques et des composants de ceux-ci. Une composition chimique caractéristique des produits coulables sans ciment (ZCC) de la présente invention, est mentionnée dans le tableau I.
Les produits coulables sans ciment (ZCC) comprennent principalement des alumines frittée et fondue, de la sillimanite et de la kyanite, de l'alumine calcinée microfine hydratée, de l'alumine et de la silice réactives ainsi qu'un agent défloculant. La granulométrie des ingrédients joue également un rôle très important pour obtenir les propriétés requises des moulages réalisés en employant la composition. La granulométrie des ingrédients varie dans la plage globale de 0 à 10 mm en fonction de l'utilisation finale requise de la composition.
La composition optimum d'une charge des ingrédients de la composition ZCC, a été déterminée en effectuant d'importantes expériences avec différentes compositions de charge afin d'obtenir les propriétés requises des moulages réalisés en employant les compositions. Une composition de charge optimum caractéristique de ZCC contenant de 85 à 95 % d'alumine qui s'est avérée appropriée pour une large plage d'applications, est mentionnée dans le tableau Il.
Les compositions chimiques détaillées des ingrédients individuels préférés employés, sont mentionnées dans le tableau III.
Les propriétés de la composition ZCC produite et des moulages réalisés à partir de celle-ci, sont mentionnées dans le tableau IV.
Les ingrédients individuels employés dans la composition, ont été choisis de façon à jouer leurs rôles spécifiques en conférant aux moulages préparés, les propriétés requises. Tant la taille moyenne que la distribution de tailles des ingrédients, ont été déterminées de façon à conférer les propriétés requises aux moulages réalisés à partir de la composition, par l'intermédiaire de recherches de laboratoire importantes et approfondies.
En fonction des utilisations finales particulières envisagées, la composition ZCC peut être globalement classifiée en deux types, à savoir (a) une ZCC contenant de 90 à 95 % d'alumine, de
4,9 à 8,9 % de SiO2, de 0,1 à 1,0 % de Fe203 et
de 0 à 0,1 % de CaO (en poids), appropriée pour
des utilisations dans (i) une sole massive de four de réchauffage (ii) un schnorchel, un tampon de fermeture, un
bouchon poreux pour affinage secondaire en
poche (VAD, VOD) (iii) un insert pour plaque de vanne à tiroir ; et (iv) d'autres domaines cruciaux.
4,9 à 8,9 % de SiO2, de 0,1 à 1,0 % de Fe203 et
de 0 à 0,1 % de CaO (en poids), appropriée pour
des utilisations dans (i) une sole massive de four de réchauffage (ii) un schnorchel, un tampon de fermeture, un
bouchon poreux pour affinage secondaire en
poche (VAD, VOD) (iii) un insert pour plaque de vanne à tiroir ; et (iv) d'autres domaines cruciaux.
(b) une ZCC contenant de 85 à 90 % d'alumine, de 9,9
à 13,9 % de SiO2, de 0,1 à1,0 % de Fe203 et de
0 à 0,1 % de CaO (en poids) appropriée pour des
utilisations dans (i) un tampon de fermeture de poche primaire de
coulage de l'acier ; (ii) une buse de vanne à tiroir (iii) un déflecteur, un tampon à percussion d'avant
creuset (iv) un bloc rapporté pour four à longeron mobile
et (v) d'autres domaines apparentés.
à 13,9 % de SiO2, de 0,1 à1,0 % de Fe203 et de
0 à 0,1 % de CaO (en poids) appropriée pour des
utilisations dans (i) un tampon de fermeture de poche primaire de
coulage de l'acier ; (ii) une buse de vanne à tiroir (iii) un déflecteur, un tampon à percussion d'avant
creuset (iv) un bloc rapporté pour four à longeron mobile
et (v) d'autres domaines apparentés.
Le procédé de préparation de la composition ZCC va maintenant être décrit en se rétérant au dessin annexé qui représente le schéma de traitement des divers ingrédients mélangés dans un mélangeur M selon la séquence indiquée par les références numériques 1, 2 et 3, et illustrant l'ensachage, l'essai et le stockage 4 de la composition produite. On suit la séquence d'étapes suivante
(1) On ajoute d'abord dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) de l'alumine réactive (RA) , de la silice réactive (RS) et de l'alumine calcinée microfine (CMA) pulvérisées de manière appropriée, et on mélange intimement
(2) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine hydratée (AH) et du polyphosphate de sodium
(SPP) de qualité commerciale relativement grossiers, et on les mélange complètement avec le contenu du mélangeur
(3) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine frittée (SA), de l'alumine fondue (FA) ainsi que de la sillimanite (SIMT) et de la kyanite (KYNT) relativement grossières, et on les mélange intimement avec le contenu du mélangeur ; et
(4) le contenu du mélangeur consiste en la composition ZCC produite qui est emballée dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène (PE), testée eu égard à la qualité des moulages réalisés à partir de celle-ci, et stockée.
(1) On ajoute d'abord dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) de l'alumine réactive (RA) , de la silice réactive (RS) et de l'alumine calcinée microfine (CMA) pulvérisées de manière appropriée, et on mélange intimement
(2) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine hydratée (AH) et du polyphosphate de sodium
(SPP) de qualité commerciale relativement grossiers, et on les mélange complètement avec le contenu du mélangeur
(3) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine frittée (SA), de l'alumine fondue (FA) ainsi que de la sillimanite (SIMT) et de la kyanite (KYNT) relativement grossières, et on les mélange intimement avec le contenu du mélangeur ; et
(4) le contenu du mélangeur consiste en la composition ZCC produite qui est emballée dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène (PE), testée eu égard à la qualité des moulages réalisés à partir de celle-ci, et stockée.
Que ce soit au cours des étapes suivies pour préparer la composition ou au cours du stockage de la composition préparée, aucune réaction chimique n'a lieu entre les divers ingrédients employés dans la composition.
Le procédé suivi pour produire des moulages in situ en employant la composition ZCC, comprend les étapes suivantes
(a) la quantité requise de masse non agglomérée de ZCC est introduite dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) et mélangée à sec pendant 2 à 3 minutes
(b) une quantité spécifiée d'eau (de 5 à 6 % du poids de la masse de ZCC sèche) est ajoutée dans le contenu du mélangeur en une fois, et on mélange pendant encore 5 à 10 minutes en fonction du type du mélangeur employé
(c) le contenu du mélangeur est ensuite évacué et introduit dans la cavité ou l'espace qui a été préalablement préparé avec un coffrage nécessairement lubrifié pour obtenir un format défini, puis vibrocoulé en employant un vibrateur de type à aiguille pour coffrage
(d) après la fin du coulage, le moulage est laissé au repos sans perturbation pendant les 12 à 24 h suivantes en fonction de la taille du moulage, sans traitement à l'eau avec couverture de la surface du moulage, ainsi que cela est effectué pour d'autres types de produits coulables tels que les compositions
LCC et ULCC classiques
(e) les coffrages sont ensuite retirés, et on laisse le moulage sécher naturellement à l'air pendant au moins 24 h, puis on effectue un séchage à 110 OC pendant au moins 24 h en fonction de la taille du moulage ; et
(f) le moulage peut être chauffé jusqu'à une température dépendant de la température d'utilisation du moulage, sans qu'il soit besoin de suivre un quelconque programme de chauffage spécifié qui est indispensable dans le cas d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques, et il peut être chauffé à une vitesse de 25 à 50 OC par heure en fonction de la taille du moulage.
(a) la quantité requise de masse non agglomérée de ZCC est introduite dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) et mélangée à sec pendant 2 à 3 minutes
(b) une quantité spécifiée d'eau (de 5 à 6 % du poids de la masse de ZCC sèche) est ajoutée dans le contenu du mélangeur en une fois, et on mélange pendant encore 5 à 10 minutes en fonction du type du mélangeur employé
(c) le contenu du mélangeur est ensuite évacué et introduit dans la cavité ou l'espace qui a été préalablement préparé avec un coffrage nécessairement lubrifié pour obtenir un format défini, puis vibrocoulé en employant un vibrateur de type à aiguille pour coffrage
(d) après la fin du coulage, le moulage est laissé au repos sans perturbation pendant les 12 à 24 h suivantes en fonction de la taille du moulage, sans traitement à l'eau avec couverture de la surface du moulage, ainsi que cela est effectué pour d'autres types de produits coulables tels que les compositions
LCC et ULCC classiques
(e) les coffrages sont ensuite retirés, et on laisse le moulage sécher naturellement à l'air pendant au moins 24 h, puis on effectue un séchage à 110 OC pendant au moins 24 h en fonction de la taille du moulage ; et
(f) le moulage peut être chauffé jusqu'à une température dépendant de la température d'utilisation du moulage, sans qu'il soit besoin de suivre un quelconque programme de chauffage spécifié qui est indispensable dans le cas d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques, et il peut être chauffé à une vitesse de 25 à 50 OC par heure en fonction de la taille du moulage.
Le procédé suivi pour préparer des produits façonnés préfabriqués à partir d'une composition ZCC, comprend les étapes suivantes
(a) la quantité requise de masse non agglomérée de composition ZCC est introduite dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) et mélangée à sec pendant 2 à 3 minutes
(b) un quantité spécifiée d'eau (de 5 à 6 % du poids de la masse de ZCC sèche) est ajoutée dans le contenu du mélangeur en une fois, et mélangée pendant encore 5 à 10 minutes en fonction du type de mélangeur employé
(c) le contenu du mélangeur est ensuite transféré dans un moule en acier de type requis ayant été intérieurement prélubrifié, et disposé sur un dispositif vibrant approprié (de type à aiguille pour coffrage et à table)
(d) on fait ensuite vibrer le moule pendant 2 à 3 minutes, et la matière en excès présente dans le moule est éliminée par raclage, et la surface exposée de la matière présente dans le moule est nivelée au cours de la dernière phase de vibration du moule
(e) le moule contenant la matière est retiré du dispositif de vibration, et maintenu en un emplacement non exposé à la lumière solaire, sans traitement à l'eau avec couverture de la pièce moulée, si la température dans l'emplacement n'est pas supérieure à 30 OC, contrairement aux pièces moulées réalisées en d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques, pour lesquelles un traitement à l'eau avec couverture est nécessaire, et on l'y laisse sans perturbation pendant 12 à 24 h en fonction de la taille de la pièce moulée
(f) la pièce moulée est ensuite démoulée et on la laisse sécher naturellement à l'air pendant 24 h, puis on la sèche dans un four à 110 OC pendant au moins encore 24 h en fonction de la taille de la pièce moulée
(g) la pièce moulée est cuite à une température dépendant de son utilisation finale, sans suivre un quelconque programme de préchauffage spécifié, qui est toujours nécessaire dans le cas des pièces moulées réalisées en d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques. Le programme de chauffage qui est normalement suivi pour calciner les briques pressées en machine, est suffisant pour cette pièce moulée.
(a) la quantité requise de masse non agglomérée de composition ZCC est introduite dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) et mélangée à sec pendant 2 à 3 minutes
(b) un quantité spécifiée d'eau (de 5 à 6 % du poids de la masse de ZCC sèche) est ajoutée dans le contenu du mélangeur en une fois, et mélangée pendant encore 5 à 10 minutes en fonction du type de mélangeur employé
(c) le contenu du mélangeur est ensuite transféré dans un moule en acier de type requis ayant été intérieurement prélubrifié, et disposé sur un dispositif vibrant approprié (de type à aiguille pour coffrage et à table)
(d) on fait ensuite vibrer le moule pendant 2 à 3 minutes, et la matière en excès présente dans le moule est éliminée par raclage, et la surface exposée de la matière présente dans le moule est nivelée au cours de la dernière phase de vibration du moule
(e) le moule contenant la matière est retiré du dispositif de vibration, et maintenu en un emplacement non exposé à la lumière solaire, sans traitement à l'eau avec couverture de la pièce moulée, si la température dans l'emplacement n'est pas supérieure à 30 OC, contrairement aux pièces moulées réalisées en d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques, pour lesquelles un traitement à l'eau avec couverture est nécessaire, et on l'y laisse sans perturbation pendant 12 à 24 h en fonction de la taille de la pièce moulée
(f) la pièce moulée est ensuite démoulée et on la laisse sécher naturellement à l'air pendant 24 h, puis on la sèche dans un four à 110 OC pendant au moins encore 24 h en fonction de la taille de la pièce moulée
(g) la pièce moulée est cuite à une température dépendant de son utilisation finale, sans suivre un quelconque programme de préchauffage spécifié, qui est toujours nécessaire dans le cas des pièces moulées réalisées en d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques. Le programme de chauffage qui est normalement suivi pour calciner les briques pressées en machine, est suffisant pour cette pièce moulée.
Les avantages obtenus en employant la composition ZCC de la présente invention par rapport à d'autres produits coulables tels que les compositions LCC et ULCC classiques, comprennent
(a) ni traitement à l'eau par couverture ne sont nécessaires dans le cas des moulages produits in situ et dans le cas des produits ou pièces façonnés par coulage préfabriqués, qui sont préparés.
(a) ni traitement à l'eau par couverture ne sont nécessaires dans le cas des moulages produits in situ et dans le cas des produits ou pièces façonnés par coulage préfabriqués, qui sont préparés.
(b) Après séchage, les produits ou pièces façonnés par coulage peuvent être chauffés directement à la température d'utilisation sans avoir besoin de suivre un quelconque programme de chauffage rigoureux.
(c) Le système de liaison présent dans le moulage est exempt de composés à bas point de fusion.
(d) La résistance avant cuisson du moulage même sans employer de ciment dans la composition, est appropriée pour les utilisations finales envisagées.
(e) Les moulages produits ont d'excellentes propriétés à haute température, à savoir une faible porosité et une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et aux chocs thermiques.
La présente invention procure une composition coulable complètement exempte de ciment, dénommée
ZCC, ayant une masse volumique apparente de 1,4 à 1,6 g/ml, appropriée pour élaborer des produits façonnés préfabriqués et des moulages produits in situ, pour une utilisation dans des procédés métallurgiques, ayant une résistance mécanique relativement élevée, une faible porosité et une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et aux chocs thermiques à des températures élevées supérieures à 1 500 OC, à un faible coût et selon un procédé simplifié, caractérisée en ce qu'elle comprend principalement des ingrédients tels que des grains et des fines particules d'alumines frittée et fondue, de la sillaminite et de la kyanite, de l'alumine calcinée microfine, de l'alumine hydratable, de l'alumine et de la silice réactives, et un agent défloculant, la taille des grains desdits ingrédients variant dans la plage globale de C à 10 mm en fonction de l'utilisation finale requise de la composition, cette composition contenant de 85 à 95 % d'alumine, et ayant comme composition chimique (en % en poids)
Al203 : 85 à 95, SiO2 : 4,9 à 13,9, Fe2O3 : 0,1 à 1,0 et CaO : 0 à 0,1.
ZCC, ayant une masse volumique apparente de 1,4 à 1,6 g/ml, appropriée pour élaborer des produits façonnés préfabriqués et des moulages produits in situ, pour une utilisation dans des procédés métallurgiques, ayant une résistance mécanique relativement élevée, une faible porosité et une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et aux chocs thermiques à des températures élevées supérieures à 1 500 OC, à un faible coût et selon un procédé simplifié, caractérisée en ce qu'elle comprend principalement des ingrédients tels que des grains et des fines particules d'alumines frittée et fondue, de la sillaminite et de la kyanite, de l'alumine calcinée microfine, de l'alumine hydratable, de l'alumine et de la silice réactives, et un agent défloculant, la taille des grains desdits ingrédients variant dans la plage globale de C à 10 mm en fonction de l'utilisation finale requise de la composition, cette composition contenant de 85 à 95 % d'alumine, et ayant comme composition chimique (en % en poids)
Al203 : 85 à 95, SiO2 : 4,9 à 13,9, Fe2O3 : 0,1 à 1,0 et CaO : 0 à 0,1.
La présente invention procure également un procédé de préparation de la composition coulable complètement exempte de ciment, comprenant la séquence d'étapes suivante
(a) le mélange 1 de 10 à 15 % en poids d'alumine réactive (RA) (-1 ssm), de 5,8 à 7,7 % en poids de silice réactive (RS) (-1 m) et de 5 à 7 % en poids d'alumine microfine calcinée (CMA) (-10 m) dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma (M) pendant 5 à 15 minutes
(b) le mélange 2 de 2 à 5 % en poids d'alumine hydratée (AH) (-45 ssm) et de 0,2 à 0,3 % en poids de polyphosphate de sodium (SPP) (-45 Um) avec le contenu du mélangeur de l'étape (a), pendant 5 à 15 minutes
(c) le mélange 3 de 30 à 62 % en poids d'alumine frittée (SA) et d'alumine fondue (FA) (de 0,5 à 10 mm), de 15 à 20 % en poids d'alumine frittée
(SA) et d'alumine fondue (FA) (-0,1 mm), et de 0 à 15 % en poids de sillimanite (SLMT) et de kyanite (KYNT) (-0,5 mm) avec le contenu du mélangeur de l'étape (b) pendant 5 à 15 minutes ; et
(d) le transfert 4 du contenu du mélangeur de l'étape (c) dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène, afin de tester et de stocker la composition produite.
(a) le mélange 1 de 10 à 15 % en poids d'alumine réactive (RA) (-1 ssm), de 5,8 à 7,7 % en poids de silice réactive (RS) (-1 m) et de 5 à 7 % en poids d'alumine microfine calcinée (CMA) (-10 m) dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma (M) pendant 5 à 15 minutes
(b) le mélange 2 de 2 à 5 % en poids d'alumine hydratée (AH) (-45 ssm) et de 0,2 à 0,3 % en poids de polyphosphate de sodium (SPP) (-45 Um) avec le contenu du mélangeur de l'étape (a), pendant 5 à 15 minutes
(c) le mélange 3 de 30 à 62 % en poids d'alumine frittée (SA) et d'alumine fondue (FA) (de 0,5 à 10 mm), de 15 à 20 % en poids d'alumine frittée
(SA) et d'alumine fondue (FA) (-0,1 mm), et de 0 à 15 % en poids de sillimanite (SLMT) et de kyanite (KYNT) (-0,5 mm) avec le contenu du mélangeur de l'étape (b) pendant 5 à 15 minutes ; et
(d) le transfert 4 du contenu du mélangeur de l'étape (c) dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène, afin de tester et de stocker la composition produite.
La présente invention a encore pour objet un procédé de production de produits façonnés préfabriqués en utilisant la composition, comprenant la séquence d'étapes suivante
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau (en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur issu de l'étape (b) dans un moule en acier de type requis, intérieurement prélubrifié et disposé sur un dispositif vibrant (de type à aiguille pour coffrage et à table)
(d) la vibration du moule de l'étape (c) pendant 2 à 3 minutes, et l'élimination par raclage de la matière en excès, ainsi que le nivellement de la surface exposée de la matière présente dans le moule au cours de la dernière phase de vibration du moule
(e) le retrait du moule contenant la matière de l'étape (d) à partir du dispositif vibrant et son maintien en un emplacement non exposé à la lumière solaire, sans traitement à l'eau avec couverture de la pièce coulée présente dans le moule si la température audit emplacement, n'est pas supérieure à 30 OC, et le repos du moule à cet endroit sans perturbation pendant 12 à 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(f) le démoulage du coffrage et son repos pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 heures, puis un séchage en four à 110 OC pendant au moins encore 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(g) le chauffage final de la pièce moulée à une température dépendant de son utilisation finale, sans suivre un quelconque programme de préchauffage spécifié, mais le programme de préchauffage normalement suivi pour la cuisson de briques pressées en machine.
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau (en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur issu de l'étape (b) dans un moule en acier de type requis, intérieurement prélubrifié et disposé sur un dispositif vibrant (de type à aiguille pour coffrage et à table)
(d) la vibration du moule de l'étape (c) pendant 2 à 3 minutes, et l'élimination par raclage de la matière en excès, ainsi que le nivellement de la surface exposée de la matière présente dans le moule au cours de la dernière phase de vibration du moule
(e) le retrait du moule contenant la matière de l'étape (d) à partir du dispositif vibrant et son maintien en un emplacement non exposé à la lumière solaire, sans traitement à l'eau avec couverture de la pièce coulée présente dans le moule si la température audit emplacement, n'est pas supérieure à 30 OC, et le repos du moule à cet endroit sans perturbation pendant 12 à 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(f) le démoulage du coffrage et son repos pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 heures, puis un séchage en four à 110 OC pendant au moins encore 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(g) le chauffage final de la pièce moulée à une température dépendant de son utilisation finale, sans suivre un quelconque programme de préchauffage spécifié, mais le programme de préchauffage normalement suivi pour la cuisson de briques pressées en machine.
La présente invention a encore pour objet un procédé d'élaboration de moulages produits in situ en employant la composition, comprenant la séquence d'étapes suivante
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau (en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur issu de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur issu de l'étape (b) dans l'espace ou la cavité de moulage, qui a été préalablement préparé avec un coffrage nécessairement lubrifié pour obtenir un format défini, et le vibrocoulage de celui-ci en employant un vibrateur de type à aiguille pour coffrage
(d) le repos du moulage issu de l'étape (c) sans perturbation pendant 12 à 24 heures, en fonction de la taille du moulage, sans traitement à l'eau avec couverture de la surface du moulage
(e) le retrait du coffrage et le repos du moulage issu de l'étape (d) pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 h suivi par un séchage à 110 C pendant encore au moins 24 h en fonction de la taille du moulage
(f) le chauffage du moulage issu de l'étape (e) à sa température de service sans suivre un programme de chauffage rigoureux, mais de préférence à une vitesse de chauffage de 25 à 50 C par heure.
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau (en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur issu de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur issu de l'étape (b) dans l'espace ou la cavité de moulage, qui a été préalablement préparé avec un coffrage nécessairement lubrifié pour obtenir un format défini, et le vibrocoulage de celui-ci en employant un vibrateur de type à aiguille pour coffrage
(d) le repos du moulage issu de l'étape (c) sans perturbation pendant 12 à 24 heures, en fonction de la taille du moulage, sans traitement à l'eau avec couverture de la surface du moulage
(e) le retrait du coffrage et le repos du moulage issu de l'étape (d) pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 h suivi par un séchage à 110 C pendant encore au moins 24 h en fonction de la taille du moulage
(f) le chauffage du moulage issu de l'étape (e) à sa température de service sans suivre un programme de chauffage rigoureux, mais de préférence à une vitesse de chauffage de 25 à 50 C par heure.
TABLEAU I
COMPOSITION CHIMIOUE DE LCC, ULCC ET ZCC
Formule chimique Composition en poids
LCC Al2O3 : 70 %
CaO : 1,5 % Max.
COMPOSITION CHIMIOUE DE LCC, ULCC ET ZCC
Formule chimique Composition en poids
LCC Al2O3 : 70 %
CaO : 1,5 % Max.
Fe2O3 : 1,0 % Max.
SiO2 et autres tels que : Reste Cr203, SiC, etc.
ULCC Al2O3 : 80 %
CaO : 0,6 % Max.
CaO : 0,6 % Max.
Fe2O3 : 1,0 % Max.
SiO2 et autres tels que : Reste Cr203, SiC, etc.
ZCC
Al203 : 85 - 95 %
SiO2 : 4,9 - 13,9 % Fe2O3 : 0,1 - 1,0 %
CaO : 0 - 0,1 %
TABLEAU II
COMPOSITION DE CHARGE ZCC A BASE DE 85 A 95 %
D'ALUMINE
INGREDIENTS % EN POIDS
Grains et fines particules : 30 - 62 d'alumine frittée, d'alumine fondue blanche et d'alumine fondue brune (0,5 - 10 mm)
Fines particules d'alumine 15 - 20 frittée et d'alumine fondue blanche (- 0,10 mm)
Alumino silicate (kyanite/- : 0 - 15 sillimanite) (-0,5 mm)
Alumine calcinée (- 10 ssm) : 5 - 7
Alumine réactive (- 1 ssm) : 10 - 15
Alumine hydratée (- 45 ssm) : 2 - 5
Silice réactive (- 1 m) : 5,8 - 7,7
Polyphosphate de sodium : 0,2 - 0,3 (- 45 Sm)
TABLEAU III
COMPOSITION CHIMIQUE DES INGREDIENTS EMPLOYES
Inqrédients Formule chimique % en poids 1. ALUMINE FRITTEE (SA) Al203 99,0 MIN.
Al203 : 85 - 95 %
SiO2 : 4,9 - 13,9 % Fe2O3 : 0,1 - 1,0 %
CaO : 0 - 0,1 %
TABLEAU II
COMPOSITION DE CHARGE ZCC A BASE DE 85 A 95 %
D'ALUMINE
INGREDIENTS % EN POIDS
Grains et fines particules : 30 - 62 d'alumine frittée, d'alumine fondue blanche et d'alumine fondue brune (0,5 - 10 mm)
Fines particules d'alumine 15 - 20 frittée et d'alumine fondue blanche (- 0,10 mm)
Alumino silicate (kyanite/- : 0 - 15 sillimanite) (-0,5 mm)
Alumine calcinée (- 10 ssm) : 5 - 7
Alumine réactive (- 1 ssm) : 10 - 15
Alumine hydratée (- 45 ssm) : 2 - 5
Silice réactive (- 1 m) : 5,8 - 7,7
Polyphosphate de sodium : 0,2 - 0,3 (- 45 Sm)
TABLEAU III
COMPOSITION CHIMIQUE DES INGREDIENTS EMPLOYES
Inqrédients Formule chimique % en poids 1. ALUMINE FRITTEE (SA) Al203 99,0 MIN.
Fe203 0,5 MAX.
Na20 0,5 MAX.
2. ALUMINE FONDUE (FA)
(a) brune Al2O3 95,0 MIN.
(a) brune Al2O3 95,0 MIN.
TiO2 3,0 MAX.
Fe203 1,5 MAX.
Na20 0,05 MAX.
SiO2 1,0 MAX.
(b) blanche Al2O3 : 99,5 MIN.
TiO2 : 0,01 MAX.
Fie203 : 0,10 MAX.
Na20 0,40 MAX.
SiO2 : 0,05 MAX.
3. SILLIMANITE (SLMT) Al203 60 MIN.
SiO2 38 MAX.
Fe203 0,5 MAX.
CaO 0,4 MAX.
MgO 0,5 MAX.
Na20 & K20 0,6 MAX.
4. KYANITE (KYNT) Al203 58,5 MIN.
SiO2 40 MAX.
Fe2O3 : 1,0 MAX.
CaO : 0,2 MAX.
MgO : 0,2 MAX.
Na20 & K20 : 0,1 MAX.
5. ALUMINE CALCINEE A1203 : 99,0 MIN.
MICROFINE (CMA) Na2 : 0,5 MAX.
LOI : 0,5 MAX.
6. ALUMINE REACTIVE (RA) Al203 99,4 MIN.
Na20 0,4 MAX.
LOI 0,4 MAX.
7. ALUMINE HYDRATABLE Al203 90 MIN.
(HA) Na2O 0,5 MAX.
LOI 9,5(ENVIRON) 8. SILICE REACTIVE (RS) SiO2 97 MIN.
Fe2O3 0,1 MAX.
CaO 0,5 MAX.
MgO 0,4 MAX.
LOI 2,0 MAX.
9. POLYPHOSPHATE DE SODIUM P2O5 50-60
(SPP) (QUALITE COMMERCIALE) Na20 40-50
LOI : perte par calcination
TABLEAU IV
Caractéristiques de composition ZCC
Masse volumique apparente à l'état non : 1,4 - 1,6 g/ml aggloméré
Exigence en eau pour le coulage : 5 - 6 %
Caractéristiques de moulage
Masse volumique apparente (110 C) : 2,80 - 3,1 g/ml
Masse volumique apparente : 2,85 - 3,15 g/ml
(après cuisson à 1 500 C)
Résistance à l'écrasement à froid après cuisson à
800 C : 700 - 900 kg/cm
2
1 400 C : 800 - 1200 kg/cm2
Retrait/expansion après cuisson à : 0,5 % 1 500 C
PLC à 1 600 C/3 h (sur un échantillon : 0,2 % précuit)
Module de rupture à chaud à : 100 - 175 kg/cm2 1 400 C/30 mn sur des échantillons précuits à 1 500 C
Porosité ouverte (après cuisson à 800- : 12 - 16 % 1 500 C)
Résistance à l'effritement à chaud : + 30 cycles
(1 300 C dans l'eau) sur des échantillons précuits à 1 400 C
Indice d'aptitude à l'abrasion (mm) à : 20 - 30 la température ambiante sur des échantillons précuits à 1 500 C 2
Perte par abrasion par glissement à : 0,01 g/cm max.
(SPP) (QUALITE COMMERCIALE) Na20 40-50
LOI : perte par calcination
TABLEAU IV
Caractéristiques de composition ZCC
Masse volumique apparente à l'état non : 1,4 - 1,6 g/ml aggloméré
Exigence en eau pour le coulage : 5 - 6 %
Caractéristiques de moulage
Masse volumique apparente (110 C) : 2,80 - 3,1 g/ml
Masse volumique apparente : 2,85 - 3,15 g/ml
(après cuisson à 1 500 C)
Résistance à l'écrasement à froid après cuisson à
800 C : 700 - 900 kg/cm
2
1 400 C : 800 - 1200 kg/cm2
Retrait/expansion après cuisson à : 0,5 % 1 500 C
PLC à 1 600 C/3 h (sur un échantillon : 0,2 % précuit)
Module de rupture à chaud à : 100 - 175 kg/cm2 1 400 C/30 mn sur des échantillons précuits à 1 500 C
Porosité ouverte (après cuisson à 800- : 12 - 16 % 1 500 C)
Résistance à l'effritement à chaud : + 30 cycles
(1 300 C dans l'eau) sur des échantillons précuits à 1 400 C
Indice d'aptitude à l'abrasion (mm) à : 20 - 30 la température ambiante sur des échantillons précuits à 1 500 C 2
Perte par abrasion par glissement à : 0,01 g/cm max.
chaud à 1 200 C sur des échantillons précuits à 1 500 C (au cours de 1 500 cycles de glissement)
PLC : changement linéaire permanent.
PLC : changement linéaire permanent.
Claims (7)
1. Composition coulable complètement exempte de ciment, dénommée ZCC, ayant une masse volumique apparente de 1,4 à 1,6 g/ml, appropriée pour élaborer des produits façonnés préfabriqués et des moulages produits in situ, pour une utilisation dans des procédés métallurgiques, ayant une résistance mécanique relativement élevée, une faible porosité et une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et aux chocs thermiques à des températures élevées supérieures à 1 500 OC, à un faible coût et selon un procédé simplifié, caractérisée en ce qu'elle comprend principalement des ingrédients tels que des grains et des fines particules d'alumine frittée et fondue, de la sillimanite et de la kyanite, de l'alumine calcinée microfine, de l'alumine hydratable, de l'alumine et de la silice réactives, et un agent défloculant, la taille des grains desdits ingrédients variant dans la plage globale de 0 à 10 mm en fonction de l'utilisation finale requise de la composition, cette composition contenant de 85 à 95 % d'alumine, et ayant comme composition chimique (en % en poids) : Al203 : 85 à 95, SiO2 : 4,9 à 13,9, Fe203 : 0,1 à 1,0 et CaO : 0 à 0,1.
Ingrédients Formule chimique % en poids 1. ALUMINE FRITTEE (SA) Al2O3 99,0 MIN.
COMPOSITION CHIMIOUE DES INGREDIENTS EMPLOYES
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ingrédients employés ont les compositions chimiques mentionnées ci-dessous
Fe2O3 0,5 MAX.
Na2O 0,5 MAX.
2. ALUMINE FONDUE (FA)
(a) brune Al2 3 : 95,0 MIN.
TiO2 3,0 MAX.
Fe2O3 : 1,5 MAX.
Na20 : 0,05 MAX.
SiO2 1,0 MAX.
(b) blanche Al203 99,5 MIN.
TiO2 : 0,01 MAX.
Fe203 : 0,10 MAX.
Na2O : 0,40 MAX.
SiO2 0,05 MAX.
3. SILLIMANITE (SLMT) Al2 3 60 MIN.
SiO2 38 MAX.
Fe2O3 0,5 MAX.
CaO 0,4 MAX.
MgO 0,5 MAX.
Na20 & K20 0,6 MAX.
4. KYANITE (KYNT) Al2O3 58,5 MIN.
SiO2 40 MAX.
Fe203 1,0 MAX.
CaO : 0,2 MAX.
MgO : 0,2 MAX.
Na20 & K20 0,1 MAX.
5. ALUMINE CALCINEE A12O3 : 99,0 MIN.
MICROFINE (CMA) Na2 : 0,5 MAX.
LOI : 0,5 MAX.
5. ALUMINE REACTIVE (RA) Al203 99,4 MIN.
Na20 : 0,4 MAX.
LOI : 0,4 MAX.
7. ALUMINE HYDRATABLE Al2 3 90 MIN.
(HA) Na20 : 0,5 MAX.
LOI 9,5(ENVIRON) 8. SILICE REACTIVE (RS) SiO2 : 97 MIN.
Fe203 : 0,1 MAX.
CaO : 0,5 MAX.
MgO : 0,4 MAX.
LOI : 2,0 MAX.
LOI : perte par calcination
(SPP) (QUALITE COMMERCIALE) Na20 : 40-50
9. POLYPHOSPHATE DE SODIUM P2O5 : 50-60
3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est du type général (a) ou
(b) suivant : (a) contenant de 90 à 95 % (en poids) d'alumine, les parties restantes consistant en 4,9 à 8,9 % de SiO2, 0,1 à 1,0 % de Fe203 et en O à 0,1 % de CaO ; et (b) contenant de 85 à 90 % (en poids) d'alumine, les parties restantes consistant en 9,9 à 13,9 % de SiO2, en 0,1 à 1,0 % de Fe203 et en O à 0,1 % de CaO, en fonction de ses utilisations finales projetées.
4. Procédé de préparation de la composition coulable complètement exempte de ciment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la séquence d'étapes suivantes
(a) le mélange (1) de 10 à 15 % en poids d'alumine réactive (RA) (-1 ym), de 5,8 à 7,7 % en poids de silice réactive (RS) (-1 Um) et de 5 à 7 % en poids d'alumine microfine calcinée (CMA) (-10 ssm) dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma (M) pendant 5 à 15 minutes
(b) le mélange (2) de 2 à 5 % en poids d'alumine hydratée (AH) (-45 ssm) et de 0,2 à 0,3 % en poids de polyphosphate de sodium (SPP) (-45 m) avec le contenu du mélangeur de l'étape (a), pendant 5 à 15 minutes
(c) le mélange (3) de 30 à 62 % en poids d'alumine frittée (SA) et d'alumine fondue (FA) (de 0,5 à 10 mm), de 15 à 20 % en poids d'alumine frittée
(SA) et d'alumine fondue (FA) (-0,1 mm), et de 0 à 15 % en poids de sillimanite (SLMT) et de kyanite
(KYNT) (-0,5 mm) avec le contenu du mélangeur de l'étape (b) pendant 5 à 15 minutes ; et
(d) le transfert (4) du contenu du mélangeur de l'étape (c) dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène, afin de tester et de stocker la composition produite.
5. Procédé de production de produits façonnés préfabriqués en utilisant la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu il comprend la séquence d'étapes suivante
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau
(en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur de l'étape (b) dans un moule en acier de type requis, intérieurement prélubrifié et disposé sur un dispositif vibrant (de type à aiguille pour coffrage et à table)
(d) la vibration du moule de l'étape (c) pendant 2 à 3 minutes, et l'élimination par raclage de la matière en excès, ainsi que le nivellement de la surface exposée de la matière présente dans le moule au cours de la dernière phase de vibration du moule
(e) le retrait du moule contenant la matière de l'étape (d) à partir du dispositif vibrant et son maintien en un emplacement non exposé à la lumière solaire, sans traitement à l'eau avec couverture de la pièce coulée présente dans le moule si la température audit emplacement, n'est pas supérieure à 30 OC, et le repos du moule à cet endroit sans perturbation pendant 12 à 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(f) le démoulage de la pièce coulée et son repos pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 heures, puis un séchage en four à 110 OC pendant au moins encore 24 heures en fonction de la taille de la pièce coulée
(g) le chauffage final de la pièce coulée à une température dépendant de son utilisation finale, sans suivre un programme de préchauffage rigoureux, le programme de chauffage normalement suivi pour cuire des briques pressées en machine étant suffisant pour cuire la pièce coulée.
6. Procédé de production de moulages produits in situ en utilisant la composition selon l'une quelconques des revendications 1 à 3, comprenant la séquence d'étapes suivante
(a) le mélange à sec de la quantité requise d'une masse non agglomérée de la composition dans un mélangeur planétaire à cuve de type Sigma pendant 2 à 3 minutes
(b) l'addition en une fois, de 5 à 6 % d'eau (en poids par rapport à la composition sèche) dans le contenu du mélangeur de l'étape (a), et le mélange pendant encore 5 à 10 minutes
(c) le transfert du contenu du mélangeur de l'étape (b) dans l'espace ou la cavité de moulage, qui a été préalablement préparé avec un coffrage nécessairement lubrifié pour obtenir un format défini, et le vibrocoulage de celui-ci en employant un vibrateur de type à aiguille pour coffrage
(d) le repos du moulage de l'étape (c) sans perturbation pendant 12 à 24 heures, en fonction de la taille du moulage, sans traitement à l'eau avec couverture de la surface du moulage
(e) le retrait du coffrage et le repos du moulage de l'étape (d) pour un séchage naturel à l'air pendant au moins 24 h suivi par un séchage à 110 OC pendant encore au moins 24 h en fonction de la taille du moulage
(f) le chauffage du moulage de l'étape (e) à sa température de service sans suivre un programme de chauffage rigoureux, mais de préférence à une vitesse de chauffage de 25 à 50 OC par heure.
7. Procédé de préparation de la composition coulable complètement exempte de ciment selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend la séquence d'étapes suivantes
(1) On ajoute d'abord dans un mélangeur approprié (planétaire à cuve de type Sigma) de l'alumine réactive (RA), de la silice réactive (RS) et de l'alumine calcinée microfine (CMA) pulvérisées de manière appropriée, et on mélange intimement
(2) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine hydratée (AH) et du polyphosphate de sodium
(SPP) de qualité commerciale relativement grossiers, et on les mélange complètement avec le contenu du mélangeur
(3) on ajoute ensuite dans le mélangeur, de l'alumine frittée (SA), de l'alumine fondue (FA) ainsi que de la sillimanite (SIMT) et de la kyanite
(KYNT) relativement grossières, et on les mélange intimement avec le contenu du mélangeur ; et
(4) le contenu du mélangeur consiste en la composition ZCC produite qui est éventuellement emballée dans des sacs revêtus d'une double couche de polyéthylène (PE), testée eu égard à la qualité des moulages réalisés à partir de celle-ci, et stockée.
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