FR2951257A1

FR2951257A1 - Accessoires d'enfournement refractaires

Info

Publication number: FR2951257A1
Application number: FR1058391A
Authority: FR
Inventors: Andreas Sonntag; Sandor Kiss; Monika Josefa Weber
Original assignee: Imerys Kiln Furniture Hungary Ltd
Current assignee: Imerys Kiln Furniture Hungary Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-04-15
Also published as: CZ2010753A3; DE102010038204A1; HU229558B1; HUP1000555A2; HU1000555D0

Abstract

La présente invention concerne un accessoire d'enfournement réfractaire comprenant des parties de surface en céramique formées d'un seul tenant avec une partie de corps en céramique. Les matériaux céramiques des parties de surface en céramique et de la partie de corps en céramique ont des coefficients de dilatation concordants, et le matériau céramique des parties de surface en céramique a une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique de la partie de corps. Des procédés de réalisation d'accessoires d'enfournement réfractaires sont également divulgués.

Description

- 1 La présente invention concerne des accessoires d'enfournement réfractaires et des procédés de fabrication de ces accessoires. En particulier, l'invention concerne des cassettes d'enfournement et des dalles de base pour wagons de four, destinées à supporter des produits à cuire ou à traiter thermiquement dans un four, tel que des tuiles de toit. Dans la production de tuiles de toiture, la tuile est cuite dans un four en étant supportée dans une cassette. Des piles de cassettes portant chacune une tuile à cuire sont transportées à travers le four sur un wagon de four approprié, d'une manière qui est bien connue. Typiquement, les cassettes comprennent des parties formant pieds qui espacent les cassettes d'une pile entre elles et qui espacent la cassette du bas d'une pile du wagon. En utilisation, les pieds finissent par s'ébrécher, ce qui réduit la durée de vie de la cassette. Il en résulte des dommages dus, par exemple, à une haute pression exercée sur la cassette du bas de la pile, à des charges ponctuelles élevées dues à la présence de petits déchets sous les pieds, à une éventuelle adhérence ponctuelle entre les pieds et les patins du wagon, et à des différences de dilatation thermique entre le wagon et la cassette. En particulier, des charges ponctuelles à proximité des côtés des pieds entraînent des surcharges mécaniques locales et des concentrations de contrainte élevées qui conduisent aux problèmes d'ébréchure décrits. Le document WO 2007/132276 décrit des accessoires d'enfournement dans lesquels des éléments fonctionnels auxiliaires sont attachés à un élément de base par des moyens mécaniques. Les éléments auxiliaires peuvent être constitués d'un matériau céramique différent de celui de l'élément de base, de façon à avoir des propriétés physiques différentes. Selon un premier aspect de la présente invention, il est mis à disposition un accessoire d'enfournement réfractaire, par exemple une cassette d'enfournement, qui comprend des parties de surface en céramique formées d'un seul tenant avec une partie de corps en céramique. Le matériau céramique des parties de surface en céramique et le matériau céramique de la partie de corps en céramique ont des coefficients de dilatation concordants. En outre, le matériau céramique des parties de surface en céramique a une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique de la partie de corps.

Selon un deuxième aspect de la présente invention, il est mis à disposition un procédé de fabrication d'un accessoire d'enfournement, comprenant les étapes consistant à : (a) préparer un article en céramique crue, qui est façonné pour une utilisation en tant qu'accessoire d'enfournement ; et (b) fritter ledit article à une température élevée pour obtenir l'accessoire d'enfournement ; l'article en céramique moulé comprenant une partie de corps en céramique crue et des parties d'insert en céramique crue solidaires de la partie de corps, la composition des parties en céramique crue étant choisie de telle sorte qu'après le frittage le matériau céramique des parties de surface en céramique obtenues et le matériau céramique de la partie de corps en céramique obtenue aient des coefficients de dilatation concordants, et que le matériau céramique des parties de surface en céramique obtenues ait une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique obtenu de la partie de corps. La présente invention concerne également l'accessoire d'enfournement fabriqué selon le procédé ci-dessus. La présente invention concerne en outre l'utilisation d'un accessoire d'enfournement selon le premier aspect de la présente invention dans un procédé de cuisson d'un produit dans un four. L'accessoire d'enfournement peut, par exemple, être utilisé pour supporter un produit dans un four pendant la cuisson du produit à une température élevée. Les figures 1 et 2 illustrent une cassette de tuile de toit selon la présente invention ; la figure 3 illustre une dalle de base selon la présente invention ; la figure 4 illustre des dalles de base et des cassettes de tuile de toit selon la présente invention, en situation sur un wagon de four ; la figure 5 illustre un procédé d'essai approprié pour mesurer la résistance à une charge maximale de matériaux céramiques qui peuvent 30 être utilisés dans la présente invention ; et la figure 6 illustre un essai d'usure par abrasion au sable approprié, qui peut être utilisé dans la présente invention pour évaluer les caractéristiques d'usure des matériaux céramiques utilisés dans l'invention. Comme on l'a décrit ci-dessus, selon un aspect, la présente 35 invention met à disposition un accessoire d'enfournement réfractaire comprenant des parties de surface en céramique formées d'un seul tenant avec une partie de corps en céramique, caractérisé en ce que les matériaux céramiques des parties de surface en céramique (également appelées "pieds") et de la partie de corps en céramique ont des coefficients de dilatation concordants, et en ce que le matériau céramique des parties de surface en céramique a une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique de la partie de corps. L'expression "coefficients de dilatation concordants" signifie que les valeurs respectives des coefficients de dilatation des matériaux céramiques des parties de surface et de la partie de corps sont identiques ou similaires de façon que, durant l'utilisation, l'accessoire résiste à la fissuration au niveau des interfaces entre les parties de surface et la partie de corps pendant un cycle thermique. Par exemple, les valeurs respectives des coefficients de dilatation des matériaux céramiques des parties de surface et de la partie de corps peuvent être identiques, ou différer de moins de 30 %, comme par exemple moins de 25 %, ou moins de 20 %, ou moins de 15 %, ou moins de 10 %, ou moins de 5 %. Les coefficients de dilatation peuvent être mesurés selon la norme 20 EN 821-1 1998, à l'aide d'un instrument Netzsch DIL 402 PC. L'expression "résistance à l'ébréchure plus élevée" signifie que les parties de surface en céramique sont plus résistantes à l'ébréchure que la partie de corps. La résistance à l'ébréchure peut, par exemple, être mesurée par la ténacité à la fracture et, dans une forme de réalisation de l'invention, 25 le matériau céramique des parties de surface a une ténacité à la fracture qui est supérieure à la ténacité à la fracture du matériau céramique de la partie de corps. La ténacité à la fracture peut être mesurée par un essai de ténacité à la fracture, tel que l'essai de ténacité à la fracture Kic à l'aide d'une barre de 15 mm (hauteur) x 20 mm (largeur) x 150 mm (longueur), 30 ayant une encoche d'une profondeur de 5,25 mm et une longueur utile de 120 mm. Une norme Kic appropriée est la norme ASTM C 1421. Ainsi, par exemple, le matériau céramique des parties de surface peut être choisi de façon à avoir une valeur de ténacité à la fracture Kic qui soit au moins 10 °Io plus grande que la valeur de ténacité à la fracture Kic du matériau 35 céramique de la partie de corps, ou qui soit au moins 15 °I°, ou au moins 20 %, ou au moins 25 %, ou au moins 30 % plus grande que la valeur de ténacité à la fracture Kic du matériau céramique de la partie de corps. La résistance à l'ébréchure peut d'une autre manière, ou de plus, être quantifiée par référence à une résistance à une charge maximale et, dans une forme de réalisation de l'invention, le matériau céramique des parties de surface a une résistance à une charge maximale qui est supérieure à la résistance à une charge maximale du matériau céramique de la partie de corps. Les détails d'un essai approprié de résistance à une charge maximale sont donnés sur la figure 5. Dans cet essai, le matériau céramique des parties de surface peut être choisi de façon à avoir une valeur de charge maximale qui est au moins 10 % plus grande que la valeur de charge maximale de la partie de corps. D'une autre manière, le matériau céramique des parties de surface peut être choisi de façon à avoir une valeur de charge maximale qui soit au moins 15 % plus grande, ou au moins 20 % plus grande, ou au moins 25 % plus grande, ou au moins 30 % plus grande, que la valeur de charge maximale du matériau céramique de la partie de corps. Selon une variante, la résistance à l'ébréchure peut, d'une autre manière ou de plus, être quantifiée par référence au module de rupture (MDR) du matériau et, dans une forme de réalisation de l'invention, le matériau céramique des parties de surface a un MDR qui est supérieur au MDR de l'essai du matériau céramique de la partie de corps. A titre d'exemple, le MDR peut être mesuré selon la norme EN-993-6 1999, qui est un essai en trois points à température ambiante, en utilisant par exemple une Machine d'Essai de Flexion METEFEM Bending Tester XP-01 ; type MH-IIAS 102. Une éprouvette de 290 x 120 x 10 mm et de longueur utile 120 mm peut être utilisée, avec une vitesse de charge de 0,15 MPa/sec. Dans cet essai, le MDR du matériau céramique des parties de surface peut être au moins 30 % plus grand que le MDR du matériau céramique de la partie de corps. D'une autre manière, le matériau céramique des parties de surface peut être choisi de façon à avoir un MDR qui soit au moins 40 plus grand, ou au moins 50 % plus grand, que la valeur de MDR du matériau céramique de la partie de corps. Dans des formes de réalisation de l'invention, le matériau céramique 35 des parties de surface et le matériau céramique de la partie de corps sont du même type de céramique de base. Ainsi, par exemple, les parties de surface et la partie de corps peuvent être constituées d'un matériau céramique à base de cordiérite, éventuellement mélangée à un deuxième matériau céramique, tel que la mullite.

L'utilisation de matériaux céramiques du même type de céramique de base permet d'assurer une compatibilité entre les parties de surface et la partie de corps. En plus d'une compatibilité en termes de coefficient de dilatation, l'utilisation du même type de matériau de céramique de base peut permettre une compatibilité en termes de retrait au séchage du corps en céramique crue après formation et avant frittage, et en termes de retrait à la cuisson du corps de céramique séché ; et aussi la compatibilité en termes de liaisons chimiques entre les parties de surface et la partie de corps, à l'interface entre ces parties. Dans le cas d'un matériau composite cordiéritelmullite, le matériau céramique des parties de surface et le matériau céramique de la partie de corps peuvent tous les deux avoir une composition qui comprend d'environ 40 % à environ 80 % en poids de cordiérite et d'environ 2 % à environ 30 % en poids de mullite. Dans une forme de réalisation, la composition comprend d'environ 50 % à environ 75 % en poids de cordiérite et d'environ 5 % à environ 25 % en poids de mullite. Le restant de la céramique peut être constitué de quantités mineures (par exemple, moins de 5 % en poids) d'autres matériaux céramiques (tels que l'andalousite, la spinelle, la cristobalite et le quartz) et d'une phase amorphe. Des matériaux céramiques cordiérite/mullite appropriés peuvent être formés d'une manière qui est bien connue de l'homme du métier, et peuvent, par exemple, utiliser les matières premières suivantes : de 10 à 25 % de kaolin, jusqu'à 10 % d'alumine calcinée, jusqu'à 10 % de chamotte, jusqu'à 10 % de Kerphalite, jusqu'à 10 % de cyanite, jusqu'à 15 % de mullite, de 10 à 40 % de molochite, et jusqu'à 15 % de sphères creuses, tous les pourcentages étant exprimés en poids. Les matières premières à partir desquelles sont formés les matériaux céramiques des parties de surface et la partie de corps, ainsi que leurs formes particulaires et leurs quantités relatives utilisées, peuvent être choisies de telle sorte que les structures microcristallines des matériaux céramiques obtenus soient différentes, afin que le matériau céramique des parties de surface ait une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique de la partie de corps. Ainsi, à titre d'exemple, l'approche basique pour augmenter les propriétés mécaniques telles que le MDR, la ténacité K1c et la résistance à l'ébréchure d'un matériau céramique consiste à réduire les tailles maximales de grains et/ou de pores dans la microstructure. Cette réduction est obtenue principalement par réduction des tailles maximales de grains appliquées des composants les plus gros de la formulation et/ou par augmentation de l'interpénétration de la matrice de liaison avec les composants à gros grain du matériau grâce à l'augmentation de la réactivité des composants de la matrice de liaison. Typiquement, les parties de surface seront composées du même matériau céramique, bien que cela ne soit pas essentiel, et il entre dans le cadre de la présente invention que des parties de surface différentes soient faites de matériaux céramiques différents, du moment que toutes les parties de surface ont une résistance à l'ébréchure supérieure à celle de la partie de corps. L'accessoire d'enfournement réfractaire de la présente invention peut être choisi parmi le groupe consistant en les cassettes (telles que les cassettes en H ou les cassettes en U), les dalles, les plaques, les cazettes, les poutres, les tubes, les éléments de raccordement et tout autre support fonctionnel. L'accessoire d'enfournement réfractaire est de préférence une cassette, telle qu'une cassette en H pour tuiles de toit, ou une dalle. Dans l'accessoire d'enfournement réfractaire de l'invention, les parties de surface sont intégrées de façon à être présentes sur au moins une surface de l'accessoire. Les accessoires d'enfournement réfractaires de l'invention peuvent être utilisés pour supporter des produits à cuire ou à traiter thermiquement dans un four, tels que des tuiles de toit, des briques, des articles sanitaires, de la vaisselle, des isolateurs céramiques, des composants électroniques à base de céramique, des céramiques techniques et des composants métalliques. La cuisson peut être réalisée dans des fours à des températures typiquement comprises entre 950 et 1400°C ; dans le cas de céramiques techniques, la température peut atteindre 1750°C.

Selon une forme de réalisation de l'invention, l'accessoire 29-51257 7 d'enfournement réfractaire est une cassette, appropriée pour supporter des tuiles de toit. La cassette comprend de préférence une pluralité d'ouvertures, s'étendant chacune à travers la cassette, de la surface supérieure à la surface inférieure ; plus particulièrement, les ouvertures sont situées dans 5 une partie centrale de la cassette. Les parties de surface sont formées d'un seul tenant avec la partie de corps, ce qui signifie que l'accessoire d'enfournement est une unité céramique monobloc qui a été formée directement par frittage d'un article en céramique crue d'une forme appropriée, au moyen, par exemple, du procédé 10 du premier aspect de la présente invention décrit ci-dessus. L'article en céramique crue a des parties de surface en céramique crue qui correspondent aux parties de surface du produit final et une partie de corps en céramique crue qui correspond à la partie de corps du produit final. Selon le procédé aspect de la présente invention, l'article en 15 céramique crue peut être préparé par un procédé dans lequel les parties de surface en céramique crue et la partie de corps en céramique crue sont formées séparément (par exemple, par un procédé de coulage à l'aide d'une composition de coulage appropriée). Les parties de surface en céramique crue sont ensuite attachées à la partie de corps en céramique crue, au 20 moyen par exemple d'une colle céramique, pour former l'article en céramique crue correspondant à la forme globale du produit final souhaité. La colle céramique peut être un fluide ou une pâte ayant une composition qui est identique ou proche de la composition des composants à réunir. L'article en céramique crue est ensuite séché et fritté à haute 25 température pour former l'accessoire d'enfournement. Après frittage, un accessoire d'enfournement solide unique est formé. Dans un autre procédé, les parties de surface en céramique crue sont formées, par exemple par coulage, et ces composants sont ensuite introduits dans des évidements appropriés dans un moule (aux "positions 30 des pieds") pour le moulage de la partie de corps en céramique crue. La partie de corps en céramique crue est ensuite moulée dans le moule par coulage d'une composition de céramique appropriée dans le moule. La partie de corps en céramique crue moulée entre en contact avec les premiers composants de céramique crue et les mouille. Un article moulé 35 monobloc est ainsi formé, dans lequel les premières parties de surface en céramique crue sont attachées à la partie de corps en céramique crue. L'élément en céramique crue est ensuite séché et fritté à haute température pour obtenir l'accessoire d'enfournement. Après le frittage, un accessoire d'enfournement solide unique est formé.

En conséquence de la "réunion à l'état cru" des parties de surface en céramique crue et de la partie de corps en céramique crue, pendant l'opération de cuisson, il se forme une liaison céramique d'une forte résistance mécanique entre les parties de surface et la partie de corps. Après cuisson, l'article formé peut être poli de façon normale afin d'avoir les tolérances dimensionnelles souhaitées. Les figures 1 et 2 illustrent un accessoire d'enfournement, en particulier une cassette de tuile de toit 5, selon la présente invention. La cassette de tuile de toit 5 a des pieds en céramique 1 qui sont formés d'un seul tenant avec une partie de corps en céramique 2. L'interface 3 entre les pieds 1 et la partie de corps 2 comprend une liaison céramique qui est formée quand un article en céramique crue, ayant des parties en céramique crue correspondant aux pieds 1 réunies à une partie en céramique crue qui correspond à la partie de corps 2 et qui a la forme de la cassette de tuile de toit 5, est fritté à température élevée dans une opération appropriée de cuisson dans un four. Dans un procédé de fabrication de la cassette de tuile de toit 5 des figures 1 et 2, les parties en céramique crue correspondant aux pieds 1 peuvent être moulées à partir d'une première composition de céramique appropriée. De plus, une partie en céramique crue correspondant à la partie de corps 2 de la cassette peut être moulée à partir d'une deuxième composition de céramique. Les parties en céramique crue correspondant aux pieds 1 sont attachées à la partie en céramique crue correspondant à la partie de corps 2 de la cassette par les opérations consistant à : éventuellement mouiller tout d'abord les surfaces des parties qui doivent être réunies ; appliquer sur ces surfaces une boue d'une composition de céramique compatible avec les première et deuxième compositions de céramique ; puis placer les pieds 1 sur la partie de corps 2 aux positions souhaitées. Une légère pression peut être appliquée lors de la réunion des pieds 1 et de la partie de corps 2.

D'une autre manière, les parties correspondant aux pieds 1 peuvent être préformées de la manière décrite ci-dessus, puis être placées dans des évidements appropriés dans un moule pour la partie de corps. Une composition de céramique appropriée est ensuite coulée dans le moule. Les surfaces exposées des parties correspondant aux pieds 1 sont mouillées par la composition de céramique et, après séchage, il en résulte un article de céramique crue monobloc. L'article cru ainsi formé est séché, par exemple pendant au moins 12 heures, à une température de 55°, puis cuit à une température appropriée pour former l'article céramique souhaité. Par exemple, lorsque le produit final doit être un article en céramique cordiérite/mullite, l'article cru peut être cuit dans un four tunnel, à 1330°C pendant 3 heures. Les première et deuxième compositions de céramique sont choisies de telle sorte que les parties de céramique 1, 2 obtenues dans le produit final aient des coefficients de dilatation concordants, tel que décrit ci-dessus, et aussi que les pieds 1 obtenus aient une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle de la partie de corps 2. La figure 3 illustre une dalle de base 10 selon la présente invention comprenant des pieds en céramique 11 résistants à l'usure et un corps en céramique 12. Une interface (non représentée) entre les pieds 11 et la partie de corps 12 comprend une liaison céramique qui est formée quand un article de céramique crue, ayant des parties en céramique crue correspondant aux pieds 11 réunies à une partie en céramique crue qui correspond à la partie de corps 12 et qui a la forme d'une dalle de base, est fritté à température élevée dans une opération de cuisson appropriée dans un four. La dalle de base 10 peut être réalisée d'une manière analogue à ce qui a été décrit ci-dessus en relation avec la cassette de tuile de toit de la présente invention, de telle sorte que les parties en céramique 11, 12 dans le produit final aient des coefficients de dilatation concordants, tel que décrit ci-dessus, et, en outre, que les pieds 11 aient une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle de la partie de corps 12. La figure 4 illustre des dalles de base 10 et des cassettes de tuile de toit 5, en situation sur un wagon de four 20. Les dalles de base 10 supportent des piles de cassettes de tuile de toit 5 sur le wagon. L'invention va maintenant être illustrée par les exemples ci-après.35 Exemple 1 Quatre matériaux céramiques cordiérite/mullite ont été préparés, avec les propriétés physiques suivantes. Les matériaux A et B sont des matériaux céramiques typiques pour la fabrication de cassettes de tuile de toit en céramique. Les matériaux C et D sont des matériaux céramiques ayant une résistance à l'ébréchure plus élevée. Tableau 1 A B C D Retrait au séchage % 2,29 224 Retrait total % 1,97 3,64 3,13 Flèche après cuisson à mm 8,62 18,40 10,30 cru Absorption d'eau % 15,61 25,92 19,32 17,36 Masse volumique g/cm 1,85 1,53 1,74 1,78 Porosité % 28,9 39,7 33,6 31,0 MDR MPa 24,8 20,3 41,0 36,0 CDT x10"e 2,58 2,50 2,62 2,07 - Cordiérite % 55,5 60,9 65,3 70,5 Mullite % 22,5 19,2 17,1 10,5 Andalousite % - 0, 9 - Corindon % a - - Spinelle % 2,6 3,0 1,5 3,5 Cristobalite % 2,4 2,8 3,0 30 Quartz % 0,3 0,6 - - Phase amorphe % 16,8 12,4 13,1 12,5 L'absorption d'eau, la masse volumique et la porosité ont été mesurées selon la norme EN 993-1 1998.

Le MDR 3 points à température ambiante a été mesuré selon la norme EN 993-6 1999, à l'aide d'une Machine d'Essai de Flexion METEFEM Bending Tester XP-01 ; type MN-1/AS 102, en utilisant une éprouvette de 290 x 120 x 10 mm, ayant une longueur utile de 120 mm, avec une vitesse d'application de charge de 0,15 MPa/sec.

Le coefficient de dilatation thermique (CDT) a été mesuré selon la norme EN 821-1 1998, à l'aide d'un instrument NETZSCH DIL 402 PC. L'analyse de la phase minérale a été effectuée selon la norme EN ISO 21857-1 2007.

Les matériaux céramiques ont été soumis à un essai de charge maximale, un essai d'usure et un essai de ténacité, et les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous. Tableau 2 Essai de charge maximale A B C D Vitesse de l'essai mm/min 5,1 5,1 5,1 5,1 Largeur mm 10,46 1131 9,99 11,07 Épaisseur mm 20,27 2087 19,93 20,46 Module GPa 17,6 11,4 25,9 18,3 Force de rupture N 50,0 54,6 58,0 64,5 Résistance à la MPa 66,5 58,8 87,8 75,5 flexion Charge maximale N 1912 1931 2321 2332 Essai d'usure Perte de poids 0,91 1,31 0,98 0,73 moyenne Perte de poids % 4,99 8,79 6,02 3,18 moyenne Essai de ténacité _ Essai K,c - barres entaillées Moyenne [Pa*rn1/2] 1,40 1,04 1,55 1,63 Ecart type [Pa*m1/2] 0,10 0,04 0,15 0,04 L'essai de charge maximale tel que décrit sur la figure 5 a été utilisé. Les détails de l'essai d'usure utilisé sont donnés sur la figure 6. L'essai de ténacité était l'essai Kic, à l'aide d'une barre de 15 mm (hauteur) x 20 mm (largeur) x 150 mm (longueur), ayant une encoche d'une profondeur de 5,25 mm et une longueur utile de 120 mm.

Comme il ressort des données, les matériaux céramiques C et D sont bien plus résistants à l'ébréchure que les céramiques A et B, et sont donc appropriés pour être utilisés en tant que parties de pieds des cassettes de tuiles de toit, la partie de corps de la cassette étant faite du matériau céramique A ou B.

Les deux matériaux C et D utilisés pour les parties de pieds ont un CDT qui concorde avec le CDT des matériaux A et B utilisés pour la partie de corps. Par conséquent, on ne s'attend pas à une fissuration au niveau de l'interface entre les pieds et la partie de corps pendant une utilisation de la cassette constituée de l'un ou l'autre des matériaux céramiques A et B, en combinaison avec un matériau céramique C ou D pour le pied. Exemple 2 Une cassette en H est réalisée selon la présente invention.

Tout d'abord, un élément de surface en céramique crue est réalisé de la manière suivante. Les éléments de surface en céramique sont façonnés par un coulage en barbotine traditionnel. La conception du moule des éléments de surface est déterminée selon les tailles requises pour les pieds de la cassette en H, avec prise en compte d'un facteur de retrait. Le matériau appliqué est déterminé selon la colonne C du Tableau 1. Les pieds sont coulés en barbotine à l'aide du moule sur mesure, et le produit sorti du moule est un élément de surface cru solide. Huit éléments de surface crus pré-produits, réalisés de la manière décrite ci-dessus, sont placés aux 8 positions prévues pour les pieds de la cassette en H à l'intérieur du moule en plâtre de la cassette en H. Une concordance nominale entre les tailles de tous les éléments de surface crus et les positions prévues pour les pieds de la cassette en H est une condition préalable à une correspondance géométrique et une fixation correctes. Le moule de cassette en H, qui consiste en un minimum de deux parties, est assemblé en un moule prêt à être utilisé, c'est-à-dire que la barbotine de céramique du corps de base peut être versée dans le moule. La barbotine introduite remplit tout le moule et recouvre les 8 éléments de surface, c'est-à-dire que la barbotine mouille et recouvre les éléments de surface crus. Le moule en plâtre élimine progressivement l'eau de la barbotine, la barbotine se solidifie au point que les éléments du moule peuvent être ouverts en toute sécurité. Les éléments de surface et le corps de base forment une cassette en H monolithique uniforme. La cassette en H ayant des éléments de surface intégrés est séchée sur des supports de séchage sur mesure, constitués de plâtre. Le séchage est effectué à température ambiante, avec un post-séchage à une température élevée. La cassette en H séchée est cuite selon le meilleur mode de réglage de four, soit horizontalement soit verticalement. Le cycle de cuisson est typiquement de 48 H, avec une température maximale allant jusqu'à 1400°C.

Les cassettes cuites sont soumises à un contrôle qualité 100 % en ce qui concerne les défauts visibles à l'oeil nu, tels que les fissures, les tâches, les éclats. La liaison appropriée de l'élément de surface et du corps de base présente un intérêt particulier. Des mesures géométriques et des opérations d'usinage sont effectuées selon les spécifications.

La cassette en H peut également être soumise à essai dans un montage d'essai approprié, dans lequel la cassette en H est laissée tomber d'une hauteur prédéterminée sur des billes en acier (2 par pied). Les dommages causés aux pieds peuvent être évalués visuellement et comparés entre différents matériaux.

Figure 5

Test de charge maximale : Machine MTS Procédé : Application d'une charge maximale Machine : MTS Elite Controller Q Test 10 Taille de l'éprouvette : 10,5 x 10,5 x 20 mm Application de la charge : Bille métallique de diamètre 10 mm Qualité du métal : ASTM : SAE 5100. Groupe de matériau : Acier à roulement à haute teneur en carbone Valeurs de réglage de la machine : Vitesse d'essai : 5,1 mm/min Limite de rupture : 2224 N - limite de sécurité de surcharge de traverse Sensibilité à la rupture : 90 % - précision de lecture de la mesure Incréments : 0,100 mm/mm - précision de lecture de la mesure Charge Description : On place une éprouvette sur une traverse inférieure. On place une bille métallique au centre de la surface. Pour la fixation, on utilise une plaque métallique percée d'un trou.

On abaisse la traverse supérieure sur la bille métallique. On démarre la mesure. On arrête la mesure à la fissuration de l'éprouvette Enregistrement : Charge maximale, en N 14 Figure 6 Essai d'usure Abrasion au sable Procédé : Abrasion au sable Corindon fondu : 0,3 ù 0,5 mm Pression : 4 bars Temps : 1 minute Angle : 90°, perpendiculaire à la surface Taille de l'éprouvette : 25 x 25 x 15 mm Abrasion au sable Enregistrement : Perte de poids en g et/ou en %

Claims

REVENDICATIONS1. Accessoire d'enfournement réfractaire comprenant des parties de surface en céramique formées d'un seul tenant avec une partie de corps en céramique, caractérisé en ce que les matériaux céramiques des parties de surface en céramique et de la partie de corps en céramique ont des coefficients de dilatation concordants, et en ce que le matériau céramique des parties de surface en céramique a une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique de la partie de corps.
2. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 1, 10 qui est une cassette pour la cuisson d'une tuile de toit.
3. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 1, qui est une dalle à utiliser en tant que structure de support dans un wagon de four.
4. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 1, 2 15 ou 3, dans lequel le module de rupture (MDR) des parties de surface en céramique est plus élevé que le MDR de la partie de corps en céramique.
5. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la résistance à une charge maximale des parties de surface en céramique est plus élevée que la résistance à une charge 20 maximale de la partie de corps en céramique.
6. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la ténacité à la fracture des parties de surface en céramique est plus élevée que la ténacité à la fracture de la partie de corps en céramique. 25
7. Accessoire d'enfournement réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau céramique des parties de surface et de la partie de corps est un matériau à base de cordiéritemullite.
8. Accessoire d'enfournement réfractaire selon la revendication 7, 30 dans lequel le matériau à base de cordiérite-mullite a une teneur en cordiérite de 40 à 80 % en poids et une teneur en mullite de 2 à 30 % en poids.
9. Procédé de fabrication d'un accessoire d'enfournement, comprenant les étapes consistant à : (a) préparer un article en céramique crue, qui est façonné pour une utilisation en tant qu'accessoire d'enfournement ; et (b) fritter ledit article à une température élevée pour obtenir l'accessoire d'enfournement ; l'article en céramique moulé comprenant une partie de corps en céramique crue et des parties d'insert en céramique crue solidaires de la partie de corps, la composition des parties en céramique crue étant choisie de telle sorte qu'après le frittage le matériau céramique des parties de surface en céramique obtenues et le matériau céramique de la partie de corps en céramique obtenue aient des coefficients de dilatation concordants, et que le matériau céramique des parties de surface en céramique obtenues ait une résistance à l'ébréchure plus élevée que celle du matériau céramique obtenu de la partie de corps.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les parties d'insert en céramique sont moulées séparément de la partie de corps.
11. Accessoire d'enfournement réfractaire obtenu selon le procédé de la revendication 10, dans lequel la partie de corps est moulée par coulage d'une composition de céramique appropriée dans un moule dans lequel se trouvent les parties de surface en céramique, afin de former l'article céramique moulé à fritter.
12. Accessoire d'enfournement réfractaire obtenu selon le procédé de la revendication 9, dans lequel la partie de corps et les parties de surface en céramique sont moulées séparément les unes des autres, et, après moulage, la partie de corps moulée est attachée aux parties de surface en céramique moulées pour former l'article en céramique moulé à fritter.