Procédé de fabrication d'articles réfractaires. Les articles réfractaires coulés sont géné ralement obtenus en fondant des matières brutes telles que -des minerais contenant prin cipalement de l'alumine, de la. silice, du zir- cone et matières de ce genre à de hautes températures et en les versant ensuite dans des moules de grandeur convenable à la sor- iie desquels ils sont de préférence recuits. La grande différence ;de volume de ces ma tières à l'état liquide et l'état solide occa sionne des contractions se produisant pendant leur solidification et créant des cavités dans le produit fini.
Ces cavités sont appelées en terme de métier des "retassements" et sont inadmissibles parce qu'elles provoquent la détérioration du produit fini et abrègent la durée de son usage. En plus de telles cavités allègent la pièce de fonte et peuvent en ré duire le poids spécifique au-dessous de celui de la matière du récipient dont cette pièce fera partie. Ceci se fait surtout sentir lors que l'article réfractaire est employé comme garnissage des bassins pour fondre du verre. Il arrive des fois que de la matière réfrac taire se détache du bassin et flotte sur le verre liquéfié. Cela arrive surtout lorsque le bassin est muni d'une isolation extérieure.
De cette façon la stabilité du produit et en certaines circonstances la possibilité de son usage peuvent être affectées.
Le but de la présente invention est de produire un article réfractaire massif exempt de telles cavités et par conséquent exempt des défauts précités.
Selon le procédé objet de l'invention, on procède à au moins une coulée complémen taire de matière réfractaire avant la solidi fication complète de la matière coulée pre mièrement. De cette manière le retassement formé dans la matière de la première coulée par la solidification d'une partie de cette matière est rempli et la matière de la se conde coulée s'unit avec celle de la première coulée en une masse homogène.
Dans le dessin annexé, qui représente un exemple de mise en aeüvre du procédé selon l'invention, la fig. 1 est une coupe longi tudinale à, travers un moule et montre la formation du retassement dans la fonte après la première coulée.
La fig. 2 est une coupe semblable re présentant le moule préparé pour la seconde coulée.
La fig. 3 est une coupe semblable repré sentant le moule après la seconde coulée et après la solidification complète du liquide qui a formé L'article, et La fig. 4 est une vue en perspective à une échelle réduite d'un bloc fini fait selon le procédé de la. présente invention.
Un moule 10, qui peut être fait en une substance appropriée quelconque et avoir une forme quelconque a ici celle d'un bloc du type employé pour le garnissage de bas sins employés pour la, fonte du verre. Il comporte un fond et des parois latérales 11 faites de sable collé avec de l'huile de lin et cuites pour former des dalles qui sont ensuite réunies par exemple avec du ciment. Une dalle de couverture 12 est scellée aux plaques latérales 11 et est percée d'une ouver ture centrale 13 par laquelle la matière ré fractaire liquide est introduite.
Le moule est placé à l'intérieur d'une caisse 14 en métal et est maintenu à distance du fond de cette caisse par l'interposition de briques calorifuges 15. Une dalle 111 est interposée entre les briques et le fond du moule, mais elle n'est pas absolument néces saire. Une dalle 16 repose sur la dalle de couverture 12 et possède une ouverture cen trale 17 qui coïncide avec l'ouverture 1.3 :de la caisse 14 et pour empêcher un gonflement des dalles 11 pendant et après la coulée, des briques calorifuges 18 sont prévues à inter valles le long des parois du moule.
Les interstices entre les briques sont ,remplisi d'une matière calorifuge convenable 19 telle que par exemple le"silocél" (nom donné au célite naturel qui est un produit silicieux).
La dalle 16 supporte un second moule 20 pour la masselotte. Dans l'exemple repré senté il est conique et en fonte. La, plus petite ouverture du cône est en haut de-sorte, que le moule peut être facilement détaché de la masselotte. L'espace entre le moule de la masselotte et les parois de la caisse 14 est rempli de matière calorifuge 19 pour em- pêeher un refroidissement trop subit de la f opte.
Pour fondre un bloc, le moule ainsi pré paré est mis en position pour recevoir la matière réfractaire fondue qu'on introduit par le moule 20 de la masselotte. Ce moule est rempli jusqu'à un niveau d'environ 7 centimètres au-dessus de sa base (voir fig. 1) et la contraction de la matière pendant sa solidification vide la masselotte. Un retasse- ment 21 sera. produit dans l'intérieur du moule.
Avant que cette fonte soit solidifiée complètement, on enlève la matière calori fuge entre le moule 20 et les parois de la caisse et aussi ce moule 20 avec les dalles 12, 16, on enlève également la masselotte 22 qui s'était formée dans le fond du moule et on découvre en ce faisant le retassement (voir fig. 2). Une nouvelle dalle 12' este alors mise sur le moule du bloc et une seconde coulée est faite (voir fig. 3) de sorte que le retassement se remplit complètement et le bloc est alors massif. Le seconde coulée a lieu peu après la première, c'est-à-dire avant que le liquide de la première coulée soit solidifié complètement.
La seconde coulée peut alors s'unir avec la première pour for mer une masse homogène. Dans la. seconde coulée le moule de la. masselotte 20 est presque rempli afin qu'il y ait assez de matière fondue pour compenser le retasse- ment.
Quand l'extérieur de la seconde coulée 23 s'est figé, on enlève le moule de la masse- lotte et on entoure cette dernière de matière calorifuge. Après la, solidification complète du bloc 24; la, masselotte 23 en est séparée et la trace 25 laissée par la cassure est aplanie. On couvre alors le bloc de matière calorifuo-e et on le laisse reposer pour la re cuite. Après la recuite on sort le bloc et si on le désire on en égalise les surfaces. I1 y a des cas où une trace de cassure de brande dimension est inadmissible. La gran deur de cette trace étant déterminée par la grandeur de l'ouverture 13 du moule, il est nécessaire de se servir -d'ouvertures de petit diamètre.
Il devient alors nécessaire d'exé cuter une pluralité de coulées complémen- ',a.ires successives jusqu'à ce que la pièce fondue soit solidifiée complètement. En effet la. rapidité de la. solidification de la matière ré fractaire fondue et sa tendance à produire une croûte extérieure uniforme au contact avec les surfaces moins chaudes du moule empêchent la fonte d'articles ayant une pro fondeur plus grande que le diamètre de l'ou verture du moule avec une seule coulée pour compenser le retassement. La. matière se solidifie, ferme l'orifice du moule et empêche la matière fondue dans la masselotte d'entrer clans le moule du bloc lorsque le retassement a lieu.
C'est pourquoi il est alors nécessaire d'exécuter successivement une pluralité de coulées complémentaires. Il est possible de produire des articles absolument massifs d'une seule coulée seulement si l'épaisseur de l'article est inférieure au diamètre de l'ouverture chi moule.
Process for manufacturing refractory articles. Cast refractory articles are generally obtained by melting raw materials such as ores containing mainly alumina,. silica, zirconia and the like at high temperatures and then pouring them into molds of suitable size, out of which they are preferably annealed. The big difference between the volume of these materials in the liquid state and the solid state causes contractions which occur during their solidification and create cavities in the finished product.
These cavities are called in terms of the trade "sink" and are inadmissible because they cause the deterioration of the finished product and shorten the duration of its use. In addition, such cavities make the piece of cast iron lighter and can reduce its specific weight below that of the material of the container of which this piece will be part. This is especially felt when the refractory article is used as a lining for basins for melting glass. Sometimes refractory material detaches from the basin and floats on the liquefied glass. This happens especially when the pool is fitted with external insulation.
In this way the stability of the product and in certain circumstances the possibility of its use can be affected.
The object of the present invention is to produce a solid refractory article free from such cavities and therefore free from the aforementioned defects.
According to the process which is the subject of the invention, at least one additional casting of refractory material is carried out before the complete solidification of the first cast material. In this way the settling formed in the material of the first cast by the solidification of a part of this material is filled and the material of the second cast unites with that of the first cast into a homogeneous mass.
In the accompanying drawing, which shows an example of implementation of the method according to the invention, FIG. 1 is a longitudinal section through a mold and shows the formation of the settling in the cast iron after the first pour.
Fig. 2 is a similar section showing the mold prepared for the second casting.
Fig. 3 is a similar section showing the mold after the second casting and after the complete solidification of the liquid which formed the article, and FIG. 4 is a perspective view on a reduced scale of a finished block made according to the method of. present invention.
A mold 10, which may be made of any suitable substance and have any shape here is that of a block of the type used for lining stockings used for melting glass. It has a bottom and side walls 11 made of sand glued with linseed oil and cooked to form slabs which are then joined for example with cement. A cover slab 12 is sealed to the side plates 11 and has a central opening 13 through which liquid refractory material is introduced.
The mold is placed inside a metal box 14 and is kept away from the bottom of this box by the interposition of heat-insulating bricks 15. A slab 111 is interposed between the bricks and the bottom of the mold, but it is not absolutely necessary. A slab 16 rests on the cover slab 12 and has a central opening 17 which coincides with the opening 1.3: of the body 14 and to prevent swelling of the slabs 11 during and after casting, heat-insulating bricks 18 are provided at intervals along the walls of the mold.
The interstices between the bricks are filled with a suitable heat-insulating material 19 such as for example "silocel" (name given to natural celite which is a siliceous product).
The slab 16 supports a second mold 20 for the weight. In the example shown, it is conical and made of cast iron. The smaller opening of the cone is at the top so that the mold can be easily detached from the flyweight. The space between the mold of the flyweight and the walls of the box 14 is filled with heat-insulating material 19 to prevent too sudden cooling of the box.
In order to melt a block, the mold thus prepared is placed in position to receive the molten refractory material which is introduced through the mold 20 of the weight. This mold is filled to a level of about 7 centimeters above its base (see fig. 1) and the contraction of the material during its solidification empties the weight. A pullback 21 will be. produced inside the mold.
Before this cast iron is completely solidified, the fuge calorific material is removed between the mold 20 and the walls of the box and also this mold 20 with the slabs 12, 16, we also remove the weight 22 which had formed in the bottom of the mold and in doing so, we discover the settling (see fig. 2). A new slab 12 'is then placed on the mold of the block and a second casting is made (see fig. 3) so that the recession fills up completely and the block is then massive. The second pour takes place shortly after the first, that is, before the liquid from the first pour has solidified completely.
The second flow can then unite with the first to form a homogeneous mass. In the. second casting the mold of the. flyweight 20 is nearly full so that there is enough melt to compensate for the sag.
When the outside of the second casting 23 has set, the mold is removed from the mass-monkfish and the latter is surrounded with heat-insulating material. After the, complete solidification of block 24; the, weight 23 is separated from it and the trace 25 left by the break is flattened. The block is then covered with calorifuo-e and left to rest for re-cooked. After annealing, the block is taken out and if desired, the surfaces are evened out. There are cases where a trace of breakage of dimension is inadmissible. The size of this trace being determined by the size of the opening 13 of the mold, it is necessary to use openings of small diameter.
It then becomes necessary to perform a plurality of successive complementary castings until the molten part is completely solidified. Indeed the. speed of the. solidification of the molten refractory material and its tendency to produce a uniform outer crust on contact with the cooler mold surfaces prevents melting of articles having a depth greater than the diameter of the mold opening with a single flow to compensate for settling. The material solidifies, closes the mold orifice, and prevents molten material in the flyweight from entering the block mold when squeezing takes place.
This is why it is then necessary to carry out successively a plurality of complementary castings. It is possible to produce absolutely massive articles in a single cast only if the thickness of the article is less than the diameter of the mold opening.