Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~1.93~ ~
La présente invention concerne des produits ré-frartaires iso-
lants à porosité élavée, ainsi que lsur mode de préparation~
On sait que la mise en oeuvre d'apparsils de pompage, de purifi-
cation, de manutention des métaux fondus corrosifs tels que l'aluminium
est conditionnée par l'existence de matériaux supportant de façon
prolongée la température élevée à laquelle sont ~aintenus ces métaux
fondus st susceptibles de résister à des chocs thermiques répétés ainsi
qu'à l'action corrosive de ces métaux.
On sait également que l'on a mis au point dss céramiques suscep-
tibles de satis~aire aux conditions ci-dessus.
La théorie et l'expérience ont également montré que la résistance
;, au choc thermique d'un matériau réfractaire sst proportionnelle à l'sFfort
de rupture S et qu'slle est inversement proportionnelle au produit du
coefflcient ds dilatatlon par le module ds Young E. Donc, il faut, d'une
part que ces matériaux présentent une résistancs à l'eFFort ds rupture S
élevée et, par conséquent, qu'ils présentent une cohésion de la matière
j élevée, mais, par ailleurs, il faut qus ces matériaux présentent un
', module de Young E aussi bas que possible. Ces donnéss contradictoirss ont
pu etre satisfaites en incorporant des fibrss réfractaires dans dss
céramiques.
On sait que l'on a pu réaliser ainsi des produits réfractairss
à structure dispersés préssntant un moduls de Young ds l'ordre ds 20.000
kg/cm2 dans lsquel l'efFort de rupture à la traction atteint 11 kg/cm2,
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la résistance à la compression est de 100 kg/cm2. On sait que de tels
~ produits présentent un coefficient de conductibilité thermiqus compris
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entrs 0,2 et 0,4 Kcal~m/C/heure.
Il a paru cependant possible d'abaisser encore le coefficient
de conduction thenmique ds ces produits tout en gardant à l'efFort de
~;, rupture S une valeur élevée~ sn constituant un matsriau intermédiaire entre
~¦ 30 la céramique et le béton, dans lequel la fibre céramique dispersee assure
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~ar sa présenes une cohésion isotrope insgal~e et dans lequel, une liaison
chimique entre la fibre et le ciment est réalisée à chaud en présence de
l'oxygène de l'air dans des conditions particulièr0ment simples.
L'objet de l'invention est donc un produit réfractaire isolant
isotrope à porosité élevée présentant un coefficient ds conduction thermique
de l'ordre de 0,1 Kcal/m/C/heure, un module de Young de l'ordre de
20.000 kg/cm2, uns résistance à la traction ds 12 kg/cm2 et uns résistance
remarquable aux chocs thermiques, constitué de fibres réfractaires contenant
un pourcentage de silice inférieur à 15 % dispersées dans une proportion
au moins égale à 60 ~ du poids total du produit total dans ds l'aluminate
ds calcium, caractérisé en ce que lesdites fibres réfractaires sont étroi-
temsnt solidaires du cimsnt qui les snvironne.
On sait qus, si l'on arrivs ~ dispsrssr d~ manière isotrope una
proportion él~vée de -fibres céramiquss dans un ciment, on obtient aprss la
priss en bloc san6 autrss précautions, un solide préssntant une résistance
à la compression très satisfaisante mais qu'il n'sst pas possible d'usinsrO
Si ce béton est séché progressivemsnt et porté lentsmsnt à tempé-
rature de 300C après un palisr prolongé à 100C, la cohésion du produit
augments de Facon très appréciable, le bloc psut être usiné, sa résistance à
la comprsssion demsure très satisfaLsanto ~ mais sa résistance à la traction
est encore très faible et sa résistance ~ dss chocs thermiquss n'est pas
encore satisPaisante. Si, par contrs, cs bloc est maintenant port~ trss
progresslvement jusqu'à la température de ~00C, il sublt une transfor-
mation chimiqus liant la fibre réfractaire à l'aluminate ds calcium du
cimsnt en présence de l'oxygèns de l'air. Cstte trans-formation chimique est
d'autre part facilitée par l'élimination totale ds l'sau sous toutss sss
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i formes par les palisrs prolongss à 100C st à 300C. LB bloc préssntant
unitialernsnt une tsinte gris-clair a changé ds tsinte st il sst dsvsnu rosé.
La résistance à la traction par aillsurs dsvisnt ds l'ordrs de 12 kg/cm2, et
la résistance aux chocs thsrmiquss est rsmarquabls.
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La liaison étroite qui s'est établie probablement entre la silice
de la fibre dispersée et la masss du prodult donns à l'ensemble du produit
ré~ractaire les propriétés remarquables que possèdent les fibrss. Le prodùit
obtenu présente une cohésion remarquable et résonne en présence d'un choc
comme le -Ferait une masse de metal. La fibre adhère de fa~on étroite au
ciment qui l'environne entraînant ce transfert des propriétés des fibres à
`~ l'ensemble de la masse réfractaire.
Un exemple de préparation d'un produit conforme à l'invention
est décrit ci-dessous :
On introduit dans un mélangeur-broyeur de type connu :
10nO g de ciment Secar 250 Lafarge ~aluminate de calcium) ,
1500 g de Pibres d'alumine contenant uns proportion inFérieure
à 15 % de silice.
Après un m~lange de 15 minutes au cours duqusl les fibres d'alumine
ont été cassées, réduites dans le mélangeur à une longueur moyenne de
l'ordre du millimètre, l'sau sst ajoutés au produit. Celui-ci sst mis en
moule et vibré qualques instants afin d'obtenir un contact étroit avec les
parois du moule.
Lorsque la prise est amorcée, ce produit est démoulé et mis à
l'étuve. La températurs est slevée progrsssivement à raison de 10 par
heure pour atteindre 100C, et après un palier de plusieurs heures, de
10 heures par exemple, la temparature est élevée avec la m~me psnts jusuq'à
300C. Après un deuxième palier prolongé, le produit est placé dans un
four et amené en présence ds l'air de l'atmosphère à la température de
! ~00C toujours avæc la même pents.
Il y a lieu de noter que le produit ainsi obtenu dépend dans
des limites étroites du procédé utilisé pour sa fabrication. Si l'étuvage
du produit sorti du moule après sa prise, était conduit avec une montée
rapide en température, l'eau du produit serait certes expulsé mais au
détriment de l'homogénéité du produit. De même si la cuisson sst opérée à
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une température plus élevée, la réaction chimique entre la Fibre réfractaire
et le ciment qui l'environne serait plus rapide et incomplète, la liaison
entre les fibres et le ciment serait défectueuse, la qualité du produit
serait altérée. De meme si l'étuvage est conduit avec une pente rapide et
la cuisson est effectuée à une température plus élevée, le produit obtenu
sera hétérogène et la liaison entre les fibres et le ciment sera imparfaite.
Enfin si la montée sn température est réalisée suivant le procédé ci-dessus
mais que la température maximale atteinte est plus élevée, on aura effectué
à partir de B00C le chauffage d'un produit stable sans aucun avantage.
On peut sn conclure que le produit ci-dessus et le procédé d'obtention
sont intimement liés. La revendication de procédé complèts la définition
du produit telle qu'slle ressort de la revendication concernant le produit.
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