BE894732A - Procede et dispositif de fabrication de materiaux refractaires par reaction partielle en phase vapeur - Google Patents
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Description
PROCEDE Er DISPOSITIF DE FABRICATION DE MATERIAUX REFRACTAI RES PAR REACTION PARTIELLE EN PHASE VAPEUR . La présente invention concerne un procédé de fabrication de matériaux réfractaires et d'oxydes semi conducteurs par réaction partielle en phase vapeur. L'invention a pour objet la fabrication de pièces en matériaux réfractaires . Elle a écalement pour effet la réparation de parois altérées ou corrodées de four en activité.L'invention concerne énalement la fabrication de réfractaires spéciaux ayant des propriétés de conducteurs anioniques ou de conducteurs cationiques. Le procécé, à partir de l'invention consiste à envoyer un mélanaede poudre d'oxydes,de composés volatils tels que <EMI ID=1.1> que air, oxygène ou peroxyde. La réaction d'oxydation des composés volatils tels que les chlorures ou produits similaires est exothermique et l'accroissement de température qui en résulte contribue en fonction de la chaleur spécifique et de la température de la zone de traitement, à élever la température soit pour atteindre la fusion, soit pour rendre le frittaae optimum. Les matières volatiles, ou à l'état de vapeur et de gaz ont l'avantage de réacrir de manière intime, à l'échelle moléculaire et par conséquent de favoriser la soudure des particules d'oxydes et d'en faire un solide cohérent et résistant. Le mélange de matières est transporté vers la zone de réaction, paroi du four à réparer ou support de réfractaire <EMI ID=2.1> mécaniquement tandis que le composé métallique volatil est vaporisé dans un bouilleur et est transporté dans une canali= sation. Selon une variante du procédé, un mélanae d'oxydes réfractaires est homocénéisé et transporté dans un courant d'air et un composé de métal adéquat,dissout dans un solvant <EMI ID=3.1> Les deux jets réagissent ,le solvant brulant avec l'air ou le <EMI ID=4.1> ou à la fusion des produits. Les composés métalliques finement pulvérisés s'oxydent et soudent solidement les grains des oxydes réfractaires, formant un dépôt cohérant et solide. Le procédé permet une mise en oeuvre aisée, par dosage déterminé de constituant pour chaque type d'application Les conditions d'application offrent des qaranties de sécurité de fonctionnement excellentes. Les avantages du procédé résultent du choix des matériaux et du contrôle des réactions qu'il permet, d'autant plus que les moyens de transport de matériaux pulvérulants ou de transport de composés volatils sont aisément contrôlés. Le procédé de l'invention est applicable à l'élaboration ou à la recharge de nombreux matériaux réfractaires et d'oxydes aux propriétés physiques intéressantes, tels que les oxydes de silicium, d'aluminium de magnésium, de zirconium comme par exemple, la silice^ les composés silico-alumineux, l'alumine, la magnésie, les alumine-zircon-silice, et des <EMI ID=5.1> Les composés volatils de métaux utilisables sont stables et se volatilisent à température modérée. <EMI ID=6.1> D'autres composés sont solubles dans des alcools ou d'autres solvants organiques, tels que des butylates et ethylates de silicium, des composés organo métalliques d'aluminium, MgCl2. Les matières pulvérulentes utilisées dans le procédé d'invention ont une composition granulométrique qui est régie par la nature du matériau final, le transport et le processus de réaction. En général, les crains de matières ont un diamètre suf fixement petit pour être transportés aisément par le cas porteur; il est compris le plus souvent entre � et 400 microns, mais de préférence le diamètre adopté est compris entre <EMI ID=7.1> <EMI ID=8.1> 30 à 40 % de particules plus petites. Cependant, pour différentes techniques d'application, soit par dépôt par gravité, soit par compactage in situ, les matières peuvent être préalablement agglomérées en granules. Le diamètre de ces derniers peut être avantageusement comprit entre 0,5 et 5 mm. Pour d'autres modes d'application les matières peuvent être avantageusement agglomérées en plaques ou briquettes poreuses. La masse réfractaire est alors déposée dans la zone de réaction et est envoyée dans le mélange de composé volatil et de gas ou composé oxydant. <EMI ID=9.1> le dépôt de masses sur surfaces réfractaires qui ont été préalablement corrodées et dont la surface a été préalablement préparée afin de conférer une adhérence complète ou encore pour la fabrication de pièces de forme dans des moules. Les matières peuvent être transportées par différents procédés. Les matières pulvérulentes sont transportées vers la zone d'application dans un four par les techniques suivantes tes matières pulvérulentes préalablement mélangées sont alimentées par un distributeur des types suivants: distributeur à vis. distributeur à pales ou à godets distributeur à disque tournant distributeur à injection. Le mélange est propùlsé par un gaz, tel que l'air, à sa sortie du distributeur. Le mélange est transporté par une canalisation souple ou rigide jusqu'au,tube de projection dans le four. Ce tube et sa tuyère sont refroidis par circulation d'eau. Les matières solides peuvent aussi être projetées sous forme d'élément aggloméré par un tube à piston ou action pneumatique ou encore, être distribué par gravité. Le.composé volatil est distribué par une pompe doseuse dans une enceinte chauffée de vaporisation. <EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1> Selon une variante du procédé de l'invention, le: débit de ce composé peut-être régi par la température, la surface de vaporisation et par la tension des vapeurs Le composé vaporisé est transporté jusque la tuyère de projection dans le four,par une canalisation parallèle ou concentrique à celle qui transporte les matières solides. La vitesse du composé volatil peut être modifiée par addition de gaz inerte, tel que l'azote^ou d'air ou de gaz oxydant lorsque la température de la canalisation n'est pas suffisamment élevée pour déclancher la réaction. Le mélange de matières pulvérulentes et le composé volatil sont projetés simultanément par l'extrémité de la lance tuyère,refroidie à l'eau, vers la zone du four à traiter. Les deux jeta, réaqissent en se joignant. La pression dans les canalisations peut varier selon <EMI ID=12.1> pulvérulant et de composés volatils qui,selon les cas, contribuera à former un dépôt compact de quelques Kg à <EMI ID=13.1> Des quantités fréquemment déposées sont de l'ordre <EMI ID=14.1> Avantageusement, le jet de matière projetée est déplacé sur la surface à recouvrir afin que le mouvement de va et vient permette la formation de couches successives et superposées compactes mettant à profit la régularité de réaction d'oxydation de composés volatils ou pulvérisés. Les proportions des matières projetées sont déterminées en fonction des caractéristiques du dépôt à réaliser , de la température ambiante et des conditions du four. Les quantités relatives du mélange d'oxyde d'une part, et du composé volatil et du gaz oxydant porteur,sont déterminées en tenant compte de la composition du mélanqe réfractaire final et de la quantité d'oxyde de liaison nécessaire à obtenir à partir des composés volatils tels que des chlorures. L'avantage-du procédé réside dans la répartition parfaite de ces vapeurs réactives autour des qrains d'oxyde et de l'accroissement de température due à la réaction. Le calcul des proportions résulte donc de la nature des oxydes de la température de la zone à traiter dans le four et de l'accroissement de température. La vitesse du mouvement de va et vient du jet est ' avantageusement réglée en fonction de la vitesse et des cycles successifs d'accroissement de température et de refroidissement <EMI ID=15.1> la fusion, tout en évitant l'écoulement de matières. Il apparaît évident dans la nature de l'invention que l'oxydation d'un composé volatil a l'avantage de former un dépôt cohérent sans imposer un accroissement de température trop important. On comprend aussi que des composés secondaires peuvent être ajoutés au constituant .volatil principal, afin de faciliter la nucléa tion et la vitesse de frittage L'enrobage parfait et immédiat grâce au procédé de N l'invention, réduit tout risque de chute de matières dans le four et est donc favorable à la réparation d'installations en activité,sans danger de pollution. Dans le cas de dépôt de matériau très réfractaires, tel que MgO, la projection simultanée de crains d'oxyde et de solutipn de sels solubles de Maanesium dans un solvant combustible, rend possible la combinaison de fusion et vaporisation de sel de magnésium et d'accroissement plus élevé et parfois nécéssaire de la température, grâce à l'appoint de la combustion du solvant. Les composés volatils de métaux sont suffisamment nombreux pour réaliser la plupart des opérations industrielles ' citées. Les valeurs suivantes en sont la démonstration, mais ne sont citées qu'à titre d'exemple parmi les nombreuses autres possibilités, <EMI ID=16.1> Les premiers sels sont avec avantaqe vaporisés directement et transportes à l'état de vapeur vers la zone <EMI ID=17.1> plus élevée sont de préférence dissous dans un solvant. Les solvants utilisables sont à titre d'exemple non limitatif: alcool méthylique, alcool éthylique,. etc. <EMI ID=18.1> composés de métaux transformables en oxydes réfractaires sont solubles et utilisables. Silicium: butylate, propyla.te Zirconium Aluminium acetylacetonate Magnésium acetylacetonate Chrome, acetylacetonate Les solutions sont transportées jusque la zone de réaction et finement pulvérisées dans une tuyère. Le solvant brûle au,contact de l'air et les sels s'oxydent en cimentant par fusion et frittaqe les oxydes en poudre projetés parallèlement. Des exemples d'application de réalisation spécifique de l'invention sont cités ci-après. Exemple I. Une zone altérée de paroi en silice est réparée en <EMI ID=19.1> de sable et de brique broyée de dimension maximum de 250 microns. 50 kas de ce mélanae est distribué par heure dans un courant <EMI ID=20.1> <EMI ID=21.1> le bouilleur et transportés à l'état de vapeur dans une canalisation jusqu'à l'extrémité de la lance refroidie à l'eau. La chaleur de réaction de <EMI ID=22.1> IOII Kcal par Kq de silice, l'accroissement total de température est de l'ordre de 200[deg.]. <EMI ID=23.1> silice, 1710 est atteint. Exemple 2. <EMI ID=24.1> préparé avec une granulométrie comprise entre 50 et 300 microns. <EMI ID=25.1> <EMI ID=26.1> Grâce à l'élévation de température due à la réaction et à la soudure des qrains précités, un dépôt de zircon est réalisé sur la paroi. Exemple 3. <EMI ID=27.1> de la poudre d'alumine ou de corindon.dans un courant d'air ou d'oxygène. En parallèle du chlorure d'aluminium est vaporisé et s'oxyde au contact de l'oxyaène, formant de l'alumine qui soude et fritte la poudre dans la zone d'impact. <EMI ID=28.1> d'alumine formée. A . Le procédé est appliqué à la réparation d'une paroi altérée de four, en projetant, les quantités suivantes: <EMI ID=29.1> L'objectif est balayé par l'extrémité de la lance, un accroissement de température est obtenu et un dépôt compact est réalisé par frittaae et soudure. B. Une variante du procédé est mise en oeuvre pour la fabrication de matériaux r�fractaires. Le mélange ci-dessus est projets dans un moule circulant dans un four tunnel et les briques sont formées dans le <EMI ID=30.1> C. Des pièces d'alumine , conducteurs cationiques sont fabriquées également par dépôt dans un moule préchauffé <EMI ID=31.1> Dans ce cas les constituants de mélange projeté sont: <EMI ID=32.1> Exemple 4. Une paroi de réfractaire AZS (alumine, Zircone, silice) est réparée dans un four en activité en projetant le mélange suivant sur la zone dépravée <EMI ID=33.1> <EMI ID=34.1> Exemple 5. Une variante du procédé précédent est appliquée avantageusement lorsque la température de la paroi est relativement modérée ou lorsqu'un accroissement élevé de température est utile. Les constituants sont projetés par la lance refroidie <EMI ID=35.1> <EMI ID=36.1> dans l'alcool et pulvérise à 20 1 /H. l'extrémité de la lance Exemple 6. Un dépôt de magnésie (MgO) est effectué dans un four en activité par la projection du matériau suivant <EMI ID=37.1> Par combustion du solvant, un accroissement élevé de température est obtenu, favorisant le frittaae ou la fus ion. De faibles quantités (0,2 à 3%) de composé dopants sont ajoutés dans la solution sous forme de <EMI ID=38.1> qui favorisent le frittage. Exemple 7. Des pièces en zircone semiconducteur anionique sont fabriquées en projetant un mélanqe composé de <EMI ID=39.1> <EMI ID=40.1> obtenu, formant un dépôt par fusion et frittaae; CaO intéqré dans la structure conférant la conduction anionique. le Exemple. 8. Un dépôt à haute température d'oxyde de chrome est réalisé par la projection de <EMI ID=41.1> REVENDICATIONS. Procédé d'élaboration de matériaux réfractaires, caractérisé en ce qu'on projette contre une surface chaude un mélange pulvérulent d'un ou plusieurs oxydes, d'un ou plusieurs composés volatilisés,d'un ou plusieurs composés oxydants, et en ce qu'on oxyde les vapeurs de composés métalliques, les dites vapeurs imprégnait intimement les particules d'oxyde et étant de composition telle, que leur chaleur de combustion augmente la température et les dites particules -d'oxyde forment une masse réfractaire compacte contre la dite surface.
Claims (1)
- Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les matériaux volatilisables sont des sels de métal transformable en oxyde réfractaire.Procédé selon la revendication-1, caractérisé en ce que les matériaux volatilisables sont préalablement dissous dans un solvant combustible.Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les matériaux volatilisés à l'état de vapeur enrobent intimement les particules d'oxyde et en ce qu'elles les soudent en s'oxydant.Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matériaux volatilisables dégagent de la chaleur en s'oxydant.Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les matériaux volatilisables sont préalablement dissous dans un solvant et en ce que les dits matériaux sont finement pulvérisés à l'extrémité de la tuyère. Procédé selon la revendication 6. caractérisé en ce que le solvant déqaqe une quantité importante de chaleur en réagissant avec l'oxygène ou tout autre oxydant. <EMI ID=42.1>en ce que la zone de réaction soit préalablement portée à 800[deg.]C.Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les oxydes ont une granulométrie comprise entre 10 et 300 microns.Procédé selon les revendication I et 2, caractériséen ce que les matériaux volatilisables sont des halonénures<EMI ID=43.1>et autres fluorures, chlorures, bromures et iodures.<EMI ID=44.1>en ce que les matériaux volatilisables sont des composés organe-métalliques.<EMI ID=45.1>en ce que les matériaux solubles et pulvérisables sont des sels ou des composés orqano-métailiques.Procédé selon les revendications I et 3 , caractérisé en ce que les solvants sont des alcools méthylique ,éthylique isopropylique, le benzène, le D.M. F.Procédé selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que de l'eau pulvérisée ou vaporisée puisse être ajoutée au mélanqe.Procédé selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que les mélanges d'oxydes sont préalablement agglomérés<EMI ID=46.1>Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les mélanges d'oxydes et les matériaux vaporisables et pulvérisables sont projetés d'un même côté d'une paroi. <EMI ID=47.1>ce que les mélanges d'oxydes et les matériaux vaporisables ou pulvérisables sont transportés au travers d'une surface et déposés sur l'autre face.<EMI ID=48.1>le mélange d'oxydes et les composés vaporisés ou pulvérisés sont alimentés de part et d'autre d'une paroi, la dite paroi étant perforée d'une ouvertureProcédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour la fabrication de matériaux réfractaires de formes diverses.<EMI ID=49.1>en ce qu'il est appliqué à la réparation de zones ou parois corrodées ou détruites de paroi de four en activité,par projection de matières pulvérulentes et de de matières vaporisées ou pulvérisées à partir de solution au moyen de tubes ou lances refroidis à l'eau.<EMI ID=50.1>en ce qu'il est appliqué à la fabrication de conducteurs anioniques, tels que ZrO- - CaO.Procédé selon les .revendications I à 18, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la fabrication de conducteurs cationiques tels que l'alumine.Procédé selon l'une ou l'autre revendication précédente, caractérisé en ce que les oxydes sont sélectionnés parmi les oxydes de silicium, d'aluminium, de zirconium, de calciumet de chrome.Procédé selon l'une ou l'autre revendication précédente, caractérisé en ce que les oxydes déposés sont élaborés à partir de composés volatils ou de composés pulvérisés à partir<EMI ID=51.1>
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP0269674A4 (fr) * | 1986-05-30 | 1988-09-07 | Manville Corp | Procede d'application par pulverisation d'une couche refractaire sur une surface, et couche ainsi produite. |
| WO1992019566A1 (fr) * | 1991-05-07 | 1992-11-12 | Fib-Services | Composition refractaire, procede de preparation et procede d'utilisation de cette composition |
| CN111825470A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-10-27 | 安徽瑞蒙科技有限公司 | 一种用于发泡陶瓷保温板的耐火底浆及其制备、应用方法 |
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1982
- 1982-10-19 BE BE0/209267A patent/BE894732A/fr unknown
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| BE1004794A3 (fr) * | 1991-05-07 | 1993-02-02 | Fib Services Sa | Composition refractaire, procede de preparation et procede d'utilisation de cette composition. |
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