LU86175A1 - Procede de formation d'une masse refractaire et composition de matiere destinee a former une telle masse par projection - Google Patents
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Description
i ¥ , c
La présente invention concerne un procédé de formation d'une masse réfractaire sur une surface dans lequel on projette contre cette surface un mélange de particules réfractaires et de particules oxydables qui réagissent 5 exothermiquement avec de l'oxygène en dégageant suffisamment de chaleur pour ramollir ou fondre les surfaces au moins des particules réfractaires et former ainsi la masse réfractaire.
La présente invention concerne également une compo-.
10 sition de matière destinée à être projetée sur une surface pour former une masse réfractaire, qui consiste en tin ' mélange comprenant des particules réfractaires et des parti- -,,/ cules oxydables exothermiquement.
Des procédés du type cité sont particulièremenl^^ 15 appropriés pour la réparation à chaud de fours et d'autreegË équipements réfractaires. Ils sont également utiles pour la||| formation de composants réfractaires, par exemple pour le ^ revêtement de métaux réfractaires et d'autres substrate^Kt réfractaires, et en particulier pour la formation de revêtg^Hfei 20 ments réfractaires sur des éléments qui sont particulifS^Bi rement sujets à érosion. Dans le cas de la réparation ««Kp fours, de tels procédés peuvent être, et en fait de préfê^^^ rence sont, effectués substantielllement à la température travail du four. De plus, dans certains cas, par exemplf^Hp: 25 pour la réparation de la superstructure d'un four de fusio^BË de verre, la réparation peut être effectuée pendant que le|Kp four est encore en fonctionnement. '^· II importe que la masse réfractaire formée soit haute qualité de manière à présenter une longue durée de Λ 30 vie. On a trouvé que l'aptitude d'une telle masse à résister^lf| à l'érosion et à d'autres contraintes, en particulier à des contraintes thermiques, auxquelles elle sera probablement soumise pendant sa durée de vie dépend non seulement de sa composition, mais aussi de sa structure, et que la structure 35 de la masse réfractaire est fortement influencée par la manière dont la masse se forme à partir de la matièret-g^ 1 Ä *· ' » 2 projetée.
Un des objets de la présente Invention est de fournir un nouveau procédé de formation d'une masse réfractaire sur une surface, gui présente certains avantages/' 5’ ainsi qu'on le décrira ci-après.
La présente invention concerne un procédé de formation d'une masse réfractaire sur une surface dans lequel on * projette contre cette surface un mélange de particules^ réfractaires et de particules oxydables qui réagissent11;; 10 exothermiquement avec de l'oxygène en dégageant suffisamment*;^, de chaleur pour ramollir ou fondre les surfaces au moins des^ particules réfractaires et former ainsi la masse réfrac«» taire, caractérisé en ce que la granulométrie des particules y* projetées dans le mélange est telle que la moyenne desb; 15 dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% (telle queW définie ci-après) des particules réfractaires est supérieurÂ^Pt à la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et ’ . à 20% des particules oxydables et en ce que le facteur répartition granulométrique des particules réfractaires (teaMÉ',;. 20 que défini ci-après) est au moins 1,2.
L'expression "dimension de la fraction passante x%" utilisée dans la présente description à propos de partP^pft cules de matière signifie que cette proportion en- % en polfflöj^ des particules traversera un tamis ayant une maille de cett^MK’ 25 dimension, et des références à des moyennes des dimensionuEf de deux fractions passantes sont des références à la àesu9p somme des dimensions de ces fractions passantes.
L'expression "facteur de répartition granulomê-t trique" [f(G)3 est utilisée dans la présente description 30 propos d'une variété donnée de particules pour représenter le facteur f(G) = 2(G80>~ G20) / (G80 + G20) où G80 représente la dimension de la fraction passante à 80% des particules de cette variété, et G2Q signifie la dimen- 35 sion de la fraction passante à 20% des particules de cettçt^ variété.
Ί Ä * * 3
En général, des échantillons de particules d'une matière donnée ont une dispersion granulométrique qui suit une courbe en cloche, et lorsque la dispersion granulo- * métrique cumulée, c'est-à-dire la proportion en poids gui 5 traversera un tamis ayant une maille de dimension donnée, est représenté en ordonnée (à échelle linéaire) d'un graphique semi-logarithmique dont l'abscisse (à échelle logarithmique) représente la dimension de maille du tenais, il en résulte une courbe sigmoïde dont l'allure est droite 10 entre les points qui correspondent aux dimensions des y ' · · .
fractions passantes à 80% et à 20% des particules examinées.¾
On a trouvé que le respect des conditions spéci-W fiées de granulométrie des particules projetées favorise lm|$ fiabilité et la régularité avec lesquelles des dépôts^.·, 15 réfractaires durables peuvent être formés dans des condl-Jjjy tions données. Il est extrêmement surprenant que la granulo^||| métrie des particules projetées ait un tel effet sur la· qualité du produit réfractaire, particulièrement lorsqu'on§î| remarque que cet avantage existe même lorsque le processmMB^ 20 est mis en oeuvre dans des conditions telles que les partS^^H’* cules réfractaires projetées sont complètement fondues. J^Kk La formation fiable et régulière d'une maslg®p réfractaire durable par l'adoption d'un procédé selon présente invention est attribuée à une tendance du produlî^p 25 réfractaire à être moins poreux et dépourvu de fissureillp comparativement à un produit réfractaire formé par uxT|' procédé dans lequel les conditions granulométriques spéci-; JF- : figues des particules ne sont pas observées, mais qui est" autrement similaire en tous points. Le facteur élevé de 30 dispersion granulométrique contribue vraisemblablement à ce résultat, mais on a trouvé que le fait de se baser sur ce seul facteur n'est pas. suffisant pour donner de bons résultats. Même si le facteur de répartition granulométrique des particules réfractaires est élevé, on a trouvé que les 35 particules oxydables doivent présenter une moyenne de dimensions de fractions passantes plus basse, sans quoi on l * « 4 n'obtiendra pas l'avantage que l'on a cité à propos de la qualité des masses réfractaires formées par le procédé. On notera que pour toute proportion donnée de particules oxydables de composition donnée présente dans le mélange, le 5 nombre de telles particules présentes variera en fonction inverse du cube de leur dimension. Il importe d'avoir un grand nombre de telles particules présentes pour permettre le chauffage direct par rayonnement de substantiellement toutes les particules réfractaires pendant la projection.
10 Dans des formes préférées de réalisation de l'invention, la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 2,5 mm. L'adoption de cette caractéristique favorise le déroulement régulier du processus en ce qui S*« 15 concerne l'alimentation et l'écoulement des particules A® -ife·: travers la lance de projection. Afin de favoriser davantage) cette régularité, on préfère particulièrement que la dimen-sion de la fraction passante à 90% des particules réfracr^·.: taires ne soit pas supérieure à 4 mm. JM»
20 Avantageusement, la moyenne des dimensions deWBF
fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfracrSp·: taires n'est pas supérieure à 1 mm. et la dimension de Ια"' fraction passante à 90% des particules réfractaires n'est
pas supérieure à 2 mm. L'adoption de cette caractéristique S
25 non seulement favorise davantage la régularité de l'opéra-y, tion, mais on a également trouvé que si on utilise des particules plus grandes, elles ont occasionnellement tendance à rebondir sur la surface contre laquelle elles sont projetées en réduisant ainsi la quantité de matière 30 déposée pour former une masse réfractaire. Ce cas se produit particulièrement lorsque les particules sont projetées contre une surface de -voûte. On réduit fortement cette * tendance en maintenant la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules 35 réfractaires et la dimension de leur fraction passante à 90% I en-dessous de ces valeurs. ir * « 5
Avantageusement, la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires est 50 pm. au moins. L'adoption de cette caractéristique préférée aide à empêcher l'étouffement des 5 réactions d'oxydation qui se produisent pendant la projection du mélange, par des particules réfractaires qui sont trop petites.
De préférence, le facteur de répartition granulo-métrique des particules réfractaires est 1,3 au moins. Ceci 10 favorise davantage une réduction de la porosité du produit , réfractaire formé par projection du mélange.
Avantageusement, le facteur de répartition granulo-métrique des particules réfractaires n'est pas supérieur à 1,9. Cette condition est avantageuse pour réduire la ségré- ^ 15 gation de différentes dimensions de particules réfractaires par tassement pendant l'entreposage ou la manipulation, par 2 exemple pendant l'alimentation de la lance de projection.
Dans des formes préférées de réalisation de ; l'invention, le facteur de répartition granulométrique 20 particules oxydables n'est pas supérieur à 1,4. Par opposi*ap|, tion au facteur de répartition granulométrique du composant^· réfractaire du mélange, un facteur élevé de dispersion^ granulométrique des particules oxydables ne doit pas être recherché car in est défavorable à l'uniformité desift* 25 réactions d'oxydation qui est souhaitable pour la formation d'une masse réfractaire de haute qualité. Le facteur de/, répartition granulométrique des particules oxydables peut par exemple être 1,3 ou moins.
Avantageusement, la moyenne des dimensions des ! 30 fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables ; n'est pas supérieure à 50 p. Des particules ayant de telles dimensions sont oxydées - facilement, ce qui favorise le dégagement rapide de chaleur pendant la projection du mélange.
35 Une telle oxydation rapide et tel dégagement de i fl chaleur pendant la projection sont davantage favorisés Λ * % 6 lorsque, ainsi qu'on le préfère, la dimension de la fraction passante à 90% des particules oxydables n'est pas supérieure à 50 um.
Afin de favoriser davantage l'oxydation rapide, on 5 préfère que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables ne soit pas supérieure à 15 p. L'adoption de cette caractéristique préférée permet aux réactions d'oxydation de s'effectuer suffisamment rapidement pour assurer la combustion substan-10 tiellement complète des particules oxydables sans augmen-\’! ; tation inutile du côut des matières de départ.
On peut utiliser dans la présente invention des‘,|y particules incombustibles de différentes compositions, en ·'· fonction évidemment de la composition requise de la masse , 15 réfractaire à déposer par projection du mélange. En général* pour qu'un tel dépôt réfractaire soit compatible avec surface d'un substrat réfractaire sur laquelle il est formé et à laquelle il doit adhérer, il est souhaitable que lç'11%. dépôt comprenne de la matière ayant une composition chimigu^aBBfc. 20 similaire à celle du substrat. Des problèmes peuvensSHp survenir si cette règle générale n'est pas respectée, dûs .äSgK ' une incompatibilité chimique entre le dépôt et le substrat/^!: ou à une grande différence entre leurs coefficients dilatation thermique qui pourrait conduire à une contraintWjgf 25 thermique excessive à leur interface et à 1 'écaillement de^^p-la masse réfractaire déposée. Les matières les plus utilear|||>. pour constituer les dites particules réfractaires compren-nent un ou plusieurs composés,parmi la sillimanite, la *‘ mullite, le zircon, la silice, la zircone, l'alumine, la X 30 magnésie.
De préférence, au moins une partie de la matière réfractaire a été préalablement cuite à une température supérieure à 0,7 fois sa température de fusion exprimée en kelvins. Un tel traitement thermique a un effet favorable 35 sur différentes matières réfractaires, en favorisant la Jî formation d'un dépôt réfractaire de haute qualité. Dans le -V
* · 7 cas de certaines matières telles que la magnésie, un tel traitement thermique élimine toute eau moléculaire incluse, dans cette matière. Dans le cas d'autres matières, par exemple la silice, un tel traitement modifie favorablement 5 la structure cristallographique pour le but que l'on poursuit.
Lorsque la matière réfractaire comprend des parti-cules de silice, on a trouvé que la forme minéralogique de la silice a un effet important sur la forme de la silice ^ 10 incorporée dans une masse réfractaire formée par projection 1 du mélange, même si la silice puisse est -complètement • - .v’v r» fondue pendant cette projection. De préférence, au moins 90% î en poids de la silice éventuellement présente dans la . v matière réfractaire du dit mélange est sous forme de tridy-15 mite et/ou de cristoballite, puisque ces formes donnent le^·^^ meilleur résultat.
En fait, on a trouvé que d'une manière'générale la**· structure cristallographique du produit réfractaire formé^T. par un procédé selon l'invention est fortement influencéèJaEjj||& 20 si pas déterminée, par la forme et la dimension de. 3¾¾¾¾ matière projetée. On suppose que même si les particulesR51| réfractaires projetées sont complètement fondues, certaines^;'· cristallites subsistent à l'état fluide et influencent ainslllll: la manière dont la recristallisation se produit après soli-a^MT 25 dification. JMPp:
Avantageusement, les parti-cules oxydables compren-nent des particules d'un ou de plusieurs éléments parmi le silicium, l'aluminium, le magnésium et le zirconium. Des particules de telles matières peuvent être oxydées rapi-30 dement avec un dégagement important de chaleur et former elles-mêmes des oxydes réfractaires, et sont de ce fait très appropriées à leur application dans la présente invention.
Pour des raisons économiques, on préfère que les particules oxydables soient présentes en une quantité ne 35 dépassant pas 20% en poids du mélange. Il y a également une . , — * - — - - » — -ÆÊl· * « 8 proportions plus grandes de matière oxydable, la surface sur » laquelle on opère risque d'être surchauffée.
La présente invention concerne également une composition de matière destinée à être projetée sur une surface 5 pour former une masse réfractaire, gui consiste en un mélange comprenant des particules réfractaires et des particules oxydables exothefmiquement, caractérisée en ce que les particules oxydables exothermiquement sont présentes en une proportion comprise entre 5% et 30% en poids du mélange, en „ 10 ce que la granulométrie des dites particules est telle que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et &Tjf|n 20% des particules réfractaires est supérieure à la moyenneJ|l- des fractions passantes à 80% et à 20% (telle que définie ci-avant) des particules oxydables et en ce que le facteur* It 15 de répartition granulométrique (tel que défini ci-avant) desj|\ varti'· particules réfractaires est 1,2 au moins. \
Une telle composition contribue à la facilité avec laquelle des masses réfractaires durables peuvent être^v^ formées par combustion des particules oxydables pendant JLaSfcà 20 projection et la latitude permise au facteur de répartitioi^Rr granulométrique des particules réfractaires a un effetpp',· favorable sur les coûts de production de la composition. Le:·· .
mélange peut être formé au moyen de particules réfractaireè^S
que l'on peut obtenir facilement par une sélection d'opéra-|jl| , 25 tions de calibrage appropriée. [f^··
Avantageusement, la moyenne des dimensions des ^ : -fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfrac- ' taires n'est pas supérieure à 2,5 mm. L'adoption de cette condition est favorable à une alimentation régulière en | 30 particules vers et dans la lance que l'on doit utiliser pour projeter les particules. Afin de favoriser davantage l'alimentation régulière, on -préfère particulièrement que la dimension de la fraction passante à 90% des particules réfractaires ne soit pas supérieure à 4 mm.
35 De préférence, la moyenne des dimensions des frac- /1 tions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires^ * 9 n'est pas supérieure à 1 mm. et la dimension de la fraction passante à 90% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 2 mm. L'adoption de cette caractéristique non seulement favorise encore la régularité de l'alimentation, 5 mais on a également trouvé que si on utilise des particules plus grandes, celles-ci ont occasionnellement tendance à rebondir lorsqu'elles sont projetées contre une surface, ce qui réduit la quantité de matière déposée pour former une masse réfractaire. Ceci se produit particulièrement lorsque V 10 les particules doivent être projetées contre une surface de voûte. En maintenant la moyenne des dimensions des frac-} tions passantes à 80% et à 20% des particules réfractairesr et leur dimension de fraction passante à 90% en dessous de ces limites, on réduit fortement cette tendance.
15 Avantageusement, la moyenne des dimensions des Y
fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfrac-taires est 50 pm. au moins. L'adoption de cette caractéris- -tique préférée contribue à éviter l'étouffement des réac-4^.· tions d'oxydation qui se produisent lorsque le mélange estÉËÈÊkî 20 projeté, par des particules réfractaires trop petites.
De préférence, le facteur de répartition granumo-^Sf' métrique des particules réfractaires est 1,3 au moins.
L'adoption de cette caractéristique favorise la réduction de .
* la porosité d'un réfractaire formé par projection du 25 mélange.
Avantageusement, le facteur de répartition granulo-^^, métrique des particules réfractaires n'est pas supérieur à f 1,9. Ceci limite la dispersion granulométrique de ces particules de manière telle qu'un échantillon donné aura une 30 proportion relativement faible de particules qui soient ou très petites ou très grandes. L'adoption de cette caractéristique confère aux par-ticples une moindre tendance à la ségrégation par tassement lors de leur transport d'un endroit à un autre ou même pendant qu'elles sont entreposées 35 dans la trémie d'une machine de projection.
JL^ y * * · 10
Dans des formes préférées de réalisation de 1'invention, le facteur de répartition granulométrique des particules oxydables n'est pas supérieur à 1,4. Par opposition au facteur de répartition granulométrique du compo-5 sant réfractaire du mélange, un facteur de répartition granulométrique élevé des particules oxydables ne doit pas être recherché car il est défavorable à l'uniformité des réactions d'oxydation qui est souhaitable pour la formation d'une masse réfractaire de haute qualité lorsque le mélange 10 est projeté. Ce facteur de répartition granulométrique peut ’ par exemple être 1,3 ou moins.
i 7 ! Avantageusement, la moyenne des dimensions des | fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables n'est pas supérieure à 50 pm. Des particules de telles 15 dimensions de fractions passantes sont facilement oxydées^,, ce qui favorise le dégagement rapide de chaleur lorsque le mélange est projeté. ? t
Une telle oxydation rapide et un tel dégagement chaleur sont en outre favorisés lorque, ainsi qu'on JLédH& 20 préfère, la dimension de la fraction passante à 90% particules oxydables n'est pas supérieure à 50 pm.
Afin de favoriser davantage l'oxydation rapide·, on préfère que la moyenne des dimensions des fractions,, j passantes à 80% et à 20% des particules oxydables n'est pasp^ 25 supérieure à 15 pm. L'adoption de cette caractéristique· préférée permet aux réactions d'oxydation qui se produisent'^ • 'V' _.
lorsque le mélange est projeté, de le faire suffisamment ‘ rapidement pour assurer la combustion substantiellement complète des particules oxydables sans augmentation inutile 30 du coût des matières de départ.
On peut utiliser dans la présente invention des particules incombustibles, de différentes compositions, en fontion évidemment de la composition voulue de la masse réfractaire à déposer par projection du mélange. En général, 35 pour qu'un tel dépôt réfractaire soit compatible avec une surface d'un substrat réfractaire sur laquelle on doit le||; A . ^ * V * 11 déposer et à laquelle il doit adhérer, il est souhaitable que le dépôt comprenne une matière ayant une composition chimique similaire à la matière du substrat. Des problèmes peuvent survenir si cette règle générale n'est pas suivie, 5 dûs à l'incompatibilité chimique entre le dépôt et le substrat, ou à une grande différence entre leurs coefficients de dilatation thermique qui pourrait conduire à une contrainte thermique excessive à leur interface et à 1'écaillement de la masse réfractaire déposée. Les matières 10 les plus utiles pour former les particules réfractaires comprennent un ou plusieurs composés parmi la sillimanite, la mullite, le zircon, la silice, la zircone, l'alumine, la St magnésie.
De préférence, une partie au moins de la matière 15 réfractaire a été préalablement cuite à une température^ supérieure à 0,7 fois sa température de fusion exprimée en/ kelvins. Un tel traitement thermique a un effet avantagera:
·. ’iP
sur différentes matières réfractaires en favorisant la fv. formation d'un dépôt réfractaire de haute qualité lorsque IgÊÈL· 20 mélange est projeté. Dans le cas de certaines matièreœMp telles que la magnésie, un tel traitement élimine toute eaiin||| moléculaire liée à cette matière. Dans le cas d'autres^W, matières, par exemple la silice, un tel traitement modifîe^^f favorablement la structure cristalline pour le but que 1'οηΈ| 25 poursuit. Les particules réfractaires peuvent facilement|||-être obtenues par une sélection appropriée d'opérations de ’ calibrage.
Lorsque la matière réfractaire comprend des particules de silice, on a trouvé que la forme minéralogique de 30 la silice a un effet important sur la forme de la silice incorporée dans une masse réfractaire formée par projection du mélange, même si la. silice est complètement fondue pendant cette projection. Pour obtenir les meilleurs résultats, on a trouvé qu'au moins 90% en poids de la silice 35 éventuellement présente dans la dite matière réfractaire du ! mélange doit être sous forme de tridymite et/ou de cristo-. ‘ * k 12 ballite, ainsi qu'on le préfère.
En fait, on a trouvé que en général la structure cristallographique du produit réfractaire formé par un procédé selon l'invention est fortement influencée, si pas 5 déterminéé, par la forme et la dimension de la matière projetée. On croit que, même si les particules réfractaires sont complètement fondues, certaines cristallites restent à l'état fluide et influencent ainsi la manière dont la recristallisation se produit après solidification.
10 Avantageusement, les dites particules oxydables comprennent un ou plusieurs éléments parmi le silicium, .... l'aluminium, le magnésium et le zirconium. Des particules de telles matières peuvent être rapidement oxydées avec un dégagement important de chaleur et former elles-mêmes des « '·’ώ£8.ν 15 oxydes réfractaires, et sont de ce fait très appropriées A \ leur utilisation dans la présente invention. ^
Pour des raisons économiques, on préfère que les particules oxydables soient présentes en une quantité ne dépassant pas 20% en poids du dit mélange. ÆÊÊh 20 Des exemples de procédés et de compositions 'a|gp|p' matières selon l'invention suivent ci-dessous.
Dans les exemples 1 et 2, on se réfère également au dessin annexé qui représente un graphique de la dispersion;-granulométrique cumulée de différentes variétés de parti·* f 25 cules utilisées, c'est-à-dire la proportion en poids quï||* traversera un tamis ayant une maille de dimension donnée dans lequel cette distribution cumulée est représenté en ordonnée à échelle linéaire tandis que l'abscisse à échelle logarithmique représente la dimension de maille du tamis.
30 EXEMPLE 1
On prépare un mélange de particules comprenant en poids 20% de silicium et 80% de silice. La silice est obtenue par broyage de briques fabriquées à partir de sable quartzifère qui ont été préalablement cuites à une tempéra-35 ture d'au moins 1400°C. En raison de la cuisson, deux Π parties en poids de la silice sont sous forme de tridymite 13 » * te et trois parties en poids sont sous forme de cristobalite.
Les graphiques de dispersion granulométrique cumulée du silicium et de la silice sont représentés dans le dessin annexé.
5 La granulométrie de différentes particules est également donnée dans le tableau suivant/ dans lequel G20* G80 et G90 sont respectivement les dimensions des fractions passantes à 20%, 80% et 90% des particules et f(G) est leur facteur de répartition granulométrique tel que défini ci-10 avant.
Matière G201™ Geopm Ggopm f(G)
Si 3 14 19,5 1,29
Si02 170 1020 1450 1,43 15 On projette le mélange de particules à raison de lkg/min dans un courant d'oxygène débité à raison de 200L/min, au moyen d'un dispositif tel que décrit dans le brevet britannique n° 1 330 895, sur une paroi en siliceÂ^ d'un four dont la température est comprise entre 1200°C 20 1250°C en vue de former un revêtement réfractaire uni f orme j|p adhérant à celle-ci. L'emploi du mélange conduit à la forma-· tion de revêtements réfractaires substantiellement dépourvus; de fissures qui adhèrent très bien à la surface sur laquelle*** on opère. De plus, on a trouvé que l'interface entre lel-i 25 revêtement que l'on a déposé et la paroi originale est3?!! substantiellement dépourvu de fissures même si l'épaisseur du revêtement est 5 cm ou davantage.La présence de fissures à cet endroit est un problème particulièrement aigu lorsqu'on dépose des revêtements de silice sur des parois de 30 silice.A titre de comparaison, On a trouvé que lorsqu'on pulvérise par un procédé similaire un mélange dont la granulométrie n'est pas conforme à l'invention, même lorsque l'épaisseur du revêtement ne dépasse pas 1 cm, des fissures sont présentes aussi bien dans le revêtement lui-même que à 35 son interface avec la paroi.
L
f , * * ·.
14
La matière réfractaire en particules que l'on substitue dans le mélange initial pour les besoins de cette comparaison est du sable quartzifère naturel ayant la granulométrie suivante : 5 Matière G20P™ G80V™ Ggopm f(G)
Sable quartz. 55 190 250 1,1 EXEMPLE 2
On prépare un mélange de particules comprenant en 10 poids 8% de silicium, 4% d'aluminium et 88% de magnésie. La magnésie utilisée est de la magnésie naturelle gui a été cuite à 1900°C afin de la déshydrater.
Le silicium utilisé a la granulométrie spécifiée dans l'exemple 1. Le graphique des dispersions granuloraé-15 triques cumulées de l'aluminium et de la magnésie utilisés . sont également représentés dans le dessin annexé. ;
La granulométrie des différentes particules est , également donnée dans le tableau suivant.
Matière G20P& Gsoum G9oum f(G)l|I# I " ·. J* -
Si 3 14 19,5 1,29' -
Al 4,6 15 19,5 1,06 # 25 Si + Al 3,5 14,4 19,5 1,22 j
MgO 90 1110 1500 1,7 -/
Le mélange de particules est projeté au moyen du même dispositif que dans l'exemple 1, sur une paroi de four construite en blocs réfractaires basiques constitués princi-30 paiement de magnésie et qui se trouve à une température supérieure à 1000°C pour former un revêtement réfractaire uniforme adhérant à celle-ci*. L'emploi du mélange conduit à la formation de revêtements réfractaires de faible porosité | qui adhèrent très bien à la surface sur laquelle on opère.
A
v ' ïMâLÂ. ·.
. » *' fc 15 EXEMPLE 3
On prépare un mélange de particules comprenant en poids 6% de silicium, 6% d'aluminium et 88% de mélange zircon/zircone et alumine. Les particules réfractaires sont 5 obtenues par broyage de blocs réfractaires électrofondus usagés ou brisés du type disponible sous la marque commerciale "Corhart Zac". La composition approximative en poids de ces blocs est: AI2O3 65-75%; Zr02 15-20%; S1O2 8-12%.
10 Les particules de silicium/ d'aluminium et réfrac taires ont la granulométrie suivante:
Matière G20pm Gsopa Ggopin f(G)
Si 3 14 19,5 1,29 I 15 Al 4,6 15 19,5 1,06
Si + Al 3,6 14,8 19,5 1,21 Réfractaire 52,5 248 "330 1,3
Le mélange initial est projeté au moyen du même^ dispositif que dans les exemples précédants sur une parolffily.
20 réfractaire alumineuse pour former des revêtements de faibl^^P porosité substantiellement dépourvus de fissures.
j *r? - t '1§f A—— >
J
Ψ
Claims (32)
1. Procédé de formation d'une masse réfractaire sur une surface dans lequel on projette contre cette surface un mélange de particules réfractaires et de particules-oxydables qui réagissent exothermiquement avec de l'oxygène 5 en dégageant suffisamment de chaleur pour ramollir ou fondre les surfaces au moins des particules réfractaires et former ainsi la masse réfractaire/ caractérisé en ce que la granulométrie des particules projetées dans le mélange est telle que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% 10 et à 20% (telle que définie ci-avant) des particules réfrac-, taires est supérieure à la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables et en ce que le facteur de répartition granulométrique des ' particules réfractaires (tel que défini ci-avant) est au/L* 15 moins 1,2.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé v’ en ce que la moyenne des dimensions des fractions passantes”!^ à 80% et à 20% des particules réfractaires n'est pas supfe^||j% rieure à 2,5 mm. 'jBHr
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou caractérisé en ce que la dimension de la fraction passante 90% des particules réfractaires n'est pas supérieure à
4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3/irJ K: S"! V, 25 caractérisé en ce que la moyenne des dimensions des frac-” tions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 1 mm. et en ce que la dimension de la fraction passante à 90% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 2 mm.
5. Procédé selon l'une des revendications là 4, caratérisé en ce que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires est 50 . pm. au moins.
6. Procédé selon l'une des revendications là 5, 35 caractérisé en ce que le facteur de répartition granulo^Ä1? • t 1 * 4 I» 17 métrique des particules réfractaires est 1,3 au moins.
7. Procédé selon l'une des revendications là 6,-caractérisé en ce que le facteur de répartition granulo-métrique des particules réfractaires n'est pas supérieur %; 5 1 / 9 · -^s· :
8. Procédé selon l'une des revendications là 7,* caractérisé en ce que le facteur de répartition granulomé-trique des particules oxydables n'est pas supérieur à 1,4. ' ^
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8.#^. 10 caractérisé en ce que la moyenne des dimensions des frac-., tions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables -n'est pas supérieure à 50 p. ^
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la dimension de la fraction passante à 90% des 15 particules oxydables n'est pas supérieure à 50 p. ^
11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables n'est pas supérieure à 15 pm. jJÈÈjtg
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à ll^^p caractérisé en ce que les dites particules réfractaires comprennent un ou plusieurs composés parmi la sillimanite, * la mullite, le zircon, la silice, la zircone, 1'alumine,latV magnésie. -0-
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12,φ caractérisé en ce qu'au moins une partie de la matière réfractaire a été préalablement cuite à une température supérieure à 0,7 fois sa température de fusion exprimée en kelvins.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins 90% en poids de la silice éventuellement présente dansrla matière réfractaire du dit mélange est sous forme de tridymite et/ou de cristoballite. Ψ
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, 35 caractérisé en ce que les particules oxydables comprennent | des particules d'un ou de plusieurs éléments parmi le sill~^|·; * ' »I C 18 cium, l'aluminium, le magnésium et le. zirconium.
16. Procédé selon l'une des revendications là 15, caractérisé en ce que les particules oxydables sont présentes en une quantité ne dépassant pas 20% en poids du 5 mélange.
17. Composition de matière destinée à être projetée sur une surface pour former une masse réfractaire, qui consiste en un mélange comprenant des particules réfrac-^ taires et des particules oxydables exothermiquement, caraco 10 térisée en ce que les particules oxydables exothermiquement sont présentes en une proportion comprise entre 51 et 30% en poids du mélange, en ce que la granulométrie des dites particules· est telle que la moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% (telle que définie ci-15 avant) des particules réfractaires est supérieure à la , moyenne des dimensions des fractions passantes à 80% et à : 20% des particules oxydables et en ce que le facteur de répartition granulométrique (tel que défini ci-avant) des particules réfractaires est 1,2 au moins. -Âk
18. Composition de matière selon la revendicatioû!j|r 17, caractérisée en ce que la moyenne des dimensions des . fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfrac-taires n'est pas supérieure à 2,5 mm.
19. Composition de matière selon l'une des revendi-25 cations 17 ou 18, caractérisée en ce que la dimension de la1 fraction passante à 90% des particiles réfractaires n'est pas supérieure à 4 mm.
20. Composition de matière selon l'une des revendi-^, cations 18 ou 19, caractérisée en ce que la moyenne des- 30 dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 1 mm. et en ce que la dimension de la f-raction passante à 90% des particules réfractaires n'est pas supérieure à 2 mm.
21. Composition de matière selon l'une des revendi-35 cations 17 à 20, caractérisée en ce que la moyenne des Λ dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des partl-^^f 19 cules réfractaires est 50 pm. au moins.
22. Composition de matière selon l'une des revendications 17 à 21, caractérisée en ce que le facteur de répartition granumométrique des particules réfractaires est 1,3 5 au moins.
23. Composition de matière selon l'une des revend!-', cations 17 à 22, caractérisée en ce que le facteur de répar-.t-tition granulométrique des particules réfractaires n'est pas .. supérieur à 1,9.
24. Composition de matière selon l'une des revend!- ^ cations 17 à 23, caractérisée en ce que le facteur de répartition granulométrique des particules oxydables n'est pas supérieur à 1,4.
25. Composition de matière selon l'une des revendi-15 cations 17 à 24, caractérisée en ce que la moyenne des ^ dimensions des fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables n'est pas supérieure à 50 pm.
26. Composition de matière selon la revendication 25, caractérisée en ce que la dimension de la fraction^* 20 passante à 90% des particules oxydables n'est pas supérieuré^fr à 50 pm.
, 27. Composition de matière selon la revendication 26, caractérisée en ce que la moyenne des dimensions des f fractions passantes à 80% et à 20% des particules oxydables ^ 25 n'est pas supérieure à 15 pm.
28. Composition de matière selon l'une des revendications 17 à 27, caractérisée en ce que les particules réfractaires comprennent un ou plusieurs composés parmi la sillimanite, la mullite, le zircon, la silice, la zirconë,j·^ 30 l'alumine, la magnésie. ' φ'
29. Composition de matière selon l'une des revendications 17 à 28, caractérisée en ce qu'une partie au moins de la matière réfractaire a été préalablement cuite à une température supérieure à 0,7 fois sa température de fusion : J exprimée en kelvins. Il*·· ' 20 . «» -f, V
30. Composition de matière selon l'une des revendications 17 à 29, caractérisée en ce qufau moins 90% en poids de la silice éventuellement présente dans la dite matière ^ réfractaire du mélange est sous forme de tridymite et/ou deV 5 cristoballite.
31. Composition de matière selon l'une des revend!-jfc cations 17 à 30, caractérisée en ce que les dites particules In oxydables comprennent un ou plusieurs éléments p^rmi 1¾¾ silicium, l'aluminium, le magnésium et le zirconium. J|B
32. Composition de matière selon l'une des revendi-|||£ cations 17 à 31, caractérisée en ce que les particules , oxydables sont présentes en une quantité ne dépassant pas % 20% en poids du dit mélange. _______ ÿ- . ’ m - • 'i 3 'W . ;î ' ¥
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