LU87757A1 - Procede pour appliquer sur les faces interieures d'un recipient metallurgique un revetement de protection comportant au moins deux couches - Google Patents

Description

REVENDICATION DE LA PRIORITE de la demande de brevet / du modèle d'utilité Mémoire Descriptif déposé à l'appui d'une demande de

BREVET D'INVENTION au

Luxembourg au nom de: DAÜSSAN ET COMPAGNIE (Société en Nom Collectif) 29-33, Route de Rombas F-57140 WOIPPY France pour : "Procédé pour appliquer sur les faces intérieures d'un récipient métallurgique un revêtement de protection comportant au moins deux couches"

La présente invention concerne un procédé pour créer sur les faces intérieures d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide un revêtement de protection comportant au moins deux couches. La présente invention concerne également un revêtement obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.

On connaît de nombreux procédés pour appliquer un revêtement de protection du type précité. Dans son brevet français n° 2 585 273, la demanderesse a par exemple décrit un revêtement de protection à base de particules inorganiques réfractaires enrobées dans un liant, et qui comprend au moins deux couches : une couche qui fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide, et une couche qui ne fritte pas ou ne fritte que partiellement. Ces couches sont appliquées successivement sous forme de boues comprenant les ingrédients solides de la couche à former mélangés à un liquide tel que l'eau. Après projection, les différentes couches sont séchées à une température comprise entre 100 et 200°C pour éliminer l'eau libre, et peuvent être préchauffées à une température comprise entre 600° et 1 450°C pour éliminer l'eau de constitution et/ou l'eau de cristallisation des deux couches.

Ce procédé donne toute satisfaction à ses utilisateurs. En particulier, la seconde couche n'adhère pas au revêtement permanent (ou à l'enveloppe métallique) du récipient, de sorte que le revêtement de protection se détache et tombe de lui-même si on retourne le récipient, que l'on peut ensuite regarnir immédiatement sans perte de temps. Ce procédé présente toutefois 1'inconvénient de nécessiter un séchage très important desdites deux couches et du revêtement permanent.

Par ailleurs, le EP-A-0064863 décrit un procédé selon lequel on forme un revêtement de protection en une seule couche : selon ce procédé, on déverse un mélange sensiblement sec, comprenant des particules réfractaires et une résine thermodurcissable, entre la paroi intérieure du récipient à revêtir et la paroi extérieure d'un noyau, puis on chauffe le mélange pour durcir la résine, enfin on enlève le noyau.

Le récipient se trouve immobilisé pendant le temps de chauffage nécessaire pour durcir la résine, et on ne peut réaliser qu'une seule couche qui risque de s'attacher au revêtement permanent si on la laisse fritter dans toute sa masse. Si le revêtement permanent s'use, on utilise une quantité supplémentaire du mélange qui est perdue.

Enfin, selon le US-A-4 372 544, on met en place dans le récipient à protéger un revêtement de protection en une seule pièce préparé à 1'avance et déposé sur des plaques d'appui. Aucune immobilisation du récipient n'est nécessaire. Par contre, le revêtement en une seule pièce doit être résistant, et donc épais, lourd et coûteux, pour pouvoir être manutentionné.

Il en serait de même si le revêtement était constitué de quelques pièces assemblées à l'intérieur du récipient à protéger.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus, et de proposer un procédé du type précité qui permette de réaliser facilement, rapidement et avec une immobilisation réduite du récipient à protéger ainsi qu'un séchage très court de son revêtement de protection et de son revêtement permanent, un revêtement de protection peu onéreux qui ait une résistance suffisante pour supporter l'érosion par le métal liquide, qui ne risque pas de s'attacher aux parois du récipient, ce procédé étant très souple et permettant de régler l'épaisseur du revêtement en fonction des conditions d'utilisation prévues.

Suivant l'invention, le procédé du type précité est caractérisé par les étapes suivantes : A/ On introduit un noyau qui peut être chauffant dans le récipient métallurgique à protéger, les parois extérieures dudit noyau créant un espace de moulage avec les faces intérieures dudit récipient. B/ On introduit dans l'espace ainsi créé une matière composée de particules inorganiques résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, lesdites particules étant préenrobées d'un liant durcissable et/ou mélangées à un liant durcissable, ladite matière étant sèche ou pratiquement sèche (par exemple une teneur en liquide telle que l'eau inférieure à 10%). C/ Après durcissement de ladite matière sur les parois du récipient ou sur son revêtement permanent, on extrait du récipient ledit noyau, en laissant sur place une première couche de protection. D/ On projette, sur la matière durcie qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide, qui présente un taux de mouillage supérieur à 5%, lequel taux se situe de préférence entre 8 et 30%, cette deuxième couche étant composée d'un produit pulvérulent résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, ledit produit pulvérulent pouvant être mélangé à un liant inorganique et/ou organique, et pouvant comporter un agent de mouillage et/ou de la cellulose. E/ On chauffe les faces intérieures du récipient métallurgique à l'aide d'un moyen de chauffage connu (par exemple, à l'aide de brûleurs à gaz, de résistances électriques ou d'un générateur de microondes) de manière à supprimer toute trace d'humidité ou d'eau de cristallisation.

Le temps de séchage des couches de protection et du revêtement permanent se limite au séchage de la couche réalisée au cours de l'étape D, qui sera très courte, n'ayant que la quantité de liquide apportée par la deuxième couche, celle projetée, à éliminer.

Si l'on considère qu'il faut environ une tonne de produit pour réaliser un revêtement de protection pour un récipient de taille moyenne, dans le cas où l'on projette ledit revêtement à l'aide d'une machine du type pompe à vis, c'est-à-dire d'une machine à transfert humide dont le produit à projeter est hydraté avant la buse de projection, on aura à éliminer par séchage environ 300 litres d'un liquide tel que l'eau, ce type de machine nécessitant une trentaine de pourcents de liquide de gâchage. Etant donné que le revêtement, objet du présent brevet, se compose de deux parties, celle réalisée au cours des étapes B et C qui ne comporte pas ou très peu de liquide de gâchage et qui représente les 2/3 dudit revêtement, et celle réalisée au cours des étapes D et E équivalant au 1/3 restant, on devra éliminer la valeur du tiers du liquide de gâchage de l'exemple ci-dessus cité, soit environ 100 litres.

Un autre avantage qui découle de la présente invention, réside dans le fait que grâce à la première couche de protection du récipient réalisée lors de l'exécution des étapes de A à C qui devient très résistante, on peut également lors de l'exécution de l'étape D utiliser une machine à rotor, dite machine à transfert sec dont le produit pulvérulent est mouillé à la sortie de la buse de projection, ce procédé de projection ne nécessite que 10% d'eau de gâchage environ 30 litres d'eau, soit dix fois moins que lors de la projection d'un revêtement classique avec une machine du type pompe à vis. Ceci représente un avantage énorme, notamment pour des pays comme le Japon qui ont une énergie à coût très élevé, ou pour des pays qui ne disposent pas de grandes quantités d'eau.

La couche formée de particules inorganiques enrobées ou mélangées à un liant reste solidaire de la paroi du récipient métallurgique ou de son revêtement permanent après l'exécution de l'étape C. On peut ainsi utiliser pour 1'étape B un produit pulvérulent beaucoup moins onéreux que celui utilisé pour l'étape D. On peut donc compenser, avec la couche utilisée pour l'étape B, à peu de frais une certaine usure d'un éventuel revêtement réfractaire permanent, et/ou des irrégularités de forme dues à une déformation de 1'enveloppe métallurgique du récipient. On peut donc utiliser un seul noyau pour plusieurs récipients de formes sensiblement identiques.

Suivant une version intéressante de l'invention, on utilise pour former la couche issue de l'étape B un produit pulvérulent qui ne fritte pas ou qui ne fritte que faiblement à la température régnante lorsque le récipient métallurgique est rempli de métal liquide, de façon à rester friable même lorsque ladite couche est complètement frittée.

Ainsi le produit pulvérulent ne risque pas de s'attacher à la paroi ou au revêtement permanent du récipient métallurgique. Il suffit alors de renverser le récipient pour faire tomber le revêtement de protection après utilisation.

Suivant une version avantageuse de l'invention, on utilise un moule chauffant pour former la couche issue de l'étape B, il suffit cependant pour s'en passer, que les parois du récipient ou de son revêtement permanent soient portées aux environs de 200 à 300°C pour obtenir ainsi un durcissement rapide de nombreux types de liants, en particulier de résines thermodurcissables très facile d'emploi. Pour peu que le produit pulvérulent soit légèrement humide, un liant hydraulique tel que du ciment et/ou un liant chimique tel que par exemple un silicate en poudre peut utilement être employé.

Suivant une version intéressante de l'invention, on utilise pour former ladite couche B, ayant une épaisseur de deux à trois centimètres, des particules inorganiques choisies dans le groupe comprenant de préférence des particules bon marché par exemple silice, alumine, dolomie, matières carbonées et leurs mélanges, sans pour cela renoncer aux particules plus onéreuses telles que magnésie, chrome-magnésie, zircon, zircone et leurs mélanges si certaines nécessités techniques l'exigent, la granulométrie et la composition de toutes ces particules étant choisies de façon que ladite couche ne fritte pas, ou ne fritte que partiellement dans toute sa masse.

Suivant une version avantageuse de l'invention, on utilise pour former la couche issue de l'étape D, celle venant au contact de l'acier liquide, des particules inorganiques plus nobles choisies dans le groupe comprenant par exemple magnésie, chrome-magnésie, soit tous les silicates de magnésium, zircon, zircone, matières carbonées et leurs mélanges, sans pour autant renoncer pour certains cas à la silice, à l'alumine, à la dolomie et/ou à des hydroxydes alcalino-terreux et leurs mélanges, la granulométrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche fritte dans toute sa masse soit au contact du métal liquide en ayant préalablement éliminé l'eau libre à une température entre 100 et 200°C, soit encore par un préchauffage après la projection afin d'éliminer entre 600°C et 1 450°C l'eau de constitution et/ou l'eau de cristallisation et/ou afin de procéder à la décarbonatation de la dolomie et/ou des hydroxydes alcalino-terreux. Un tel frittage donne à ladite couche la cohésion nécessaire pour résister à l'érosion du métal liquide. On sait, dans ce domaine, qu'il suffit généralement pour cela d'une épaisseur de un à trois centimètres.

Suivant un autre aspect de l'invention, le revêtement conforme à 1'invention pour protéger l'intérieur d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide est caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé conforme à l'invention.

On admettra que l'homme de l'art n'est pas tenté de réaliser un revêtement de protection d'un récipient destiné à recevoir du métal liquide, comportant au moins deux couches, dont on projette la deuxième couche par voie humide sur une première couche préalablement séchée. D'autres particularités et avantages de 1'invention apparaîtront encore dans la description ci-après .

Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un répartiteur de coulée montrant la formation de la première couche de revêtement, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant la formation de la seconde couche du revêtement.

Comme montré par les figures 1 et 2, le procédé pour appliquer sur les faces intérieures (4, 5, 6) du récipient métallurgique (1) de transvasement de métal liquide un revêtement de protection, comprend les étapes suivantes : A/ On introduit un noyau (9) éventuellement chauffant à l'aide d'anneaux de manutention (10) dans le récipient métallurgique (1) à protéger qui crée un espace de moulage avec les faces intérieures (4, 5, 6) dudit récipient, et avec les faces extérieures (14, 15, 16) du noyau (9). B/ On introduit dans l'espace ainsi créé une matière inorganique préenrobée d'un liant durcissable et/ou mélangée à un liant durcissable au moyen d'une tubulure (11) (voir figure 1) . C/ Après durcissement de ladite matière sur les parois intérieures du récipient (1) ou sur son revêtement permanent (3), on extrait du récipient (1) le noyau (9) en laissant en place une première couche de protection (7) . D/ On projette, sur la première couche de protection (7) qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche (8) mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide (12, 13} (voir figure 2}. E/ On chauffe les faces intérieures (17, 18, 19) du récipient métallurgique à l'aide de moyens de chauffage connus (non représentés).

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

1. Procédé pour appliquer sur les faces intérieures (4, 5, 6) d'un récipient métallurgique (1) de transvasement de métal liquide un revêtement de protection, comportant au moins deux couches (7, 8), caractérisé par les étapes suivantes : A/ On introduit un noyau (9) éventuellement chauffant, à l'aide des anneaux de manutention (10) dans le récipient métallurgique (1) à protéger qui crée un espace de moulage avec les faces intérieures (4, 5, 6) dudit récipient, et avec les faces extérieures (14, 15, 16) du noyau (9), B/ On introduit dans l'espace ainsi créé une matière inorganique préenrobée d'un liant durcissable et/ou mélangée à un liant durcissable au moyen d'une tubulure (11), C/ Après durcissement de ladite matière sur les parois intérieures du récipient (2) ou sur son revêtement permanent (3), on extrait du récipient (1) le noyau (9) en laissant sur place une première couche de protection (7) , D/ On projette, sur la première couche de protection (7) qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche (8) mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide (12, 13), E/ On chauffe les faces intérieures (17, 18, 19) du récipient métallurgique à l'aide de moyens de chauffage connus.

2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour former ladite couche (7) des particules inorganiques choisies dans le groupe comprenant silice, alumine, dolomie, matière carbonées, telles que, par exemple, coke et/ou cellulose, silicate de magnésium, zircon, zircone et leurs mélanges, la granulométrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche (7) ne fritte pas ou ne fritte que superficiellement de manière à rester toujours friable.

3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise de préférence un liant thermodurcissable pour former ladite couche (7), ledit liant pouvant préenrober et/ou être mélangé aux particules inorganiques qui la compose.

4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise pour former ladite couche (8) des particules en grains et/ou en poudre choisies, de préférence, dans le groupe comprenant magnésie, chrome-magnésie, zircon, zircone, dolomie, silice, alumine, matières carbonées, agent moulant, liant organique, liant inorganique et leurs mélanges, la granulométrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche (8) fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide.

5. Procédé conforme aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on préchauffe la carcasse métallique (2) et/ou son revêtement permanent (3) ou que l'on utilise un moule chauffant (9).

6. Procédé conforme aux revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, au moment de l'introduction du noyau (9) dans le récipient métallurgique (1), on règle la position ou les dimensions du noyau (9) dans le récipient (1) pour régler l'épaisseur de ladite couche (7) .

7. Revêtement pour protéger 1'intérieur d'un récipient (1) de transvasement de métal liquide, caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6.

8. Revêtement conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'intérieur d'un récipient métallurgique (1) comportant un garnissage permanent (3) dont la matière réfractaire peut être dans un état d'usure même avancé.