Procédé de fabrication de produits réfractaires moulés. lia présente invention a pour objet un procédé de fabrication de produits réfrac taires moulés contenant des silicates synthé tiques.
L'emploi de composés or.ano-silieiques, et particulièrement d'esters siliciques, comme agents liants est bien connu. On a déjà pro posé d'utiliser ces composés pour la confec tion de moules destinés à la coulée des mé taux ainsi que pour la confeetion de produits réfractaires contenant du silicate de zirco nium synthétique.
Il a été maintenant trouvé que l'on peut employer des composés organo-silieiques pour la fabrication de produits réfractaires moulés contenant d'autres silicates synthétiques que le silicate de zirconium.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce que l'on mélange un oxyde d'un métal de poids atomique inférieur à 90 avec un composé organo-silicique apte à agir comme liant, et en ce que, après moulage et prise du mélange on chauffe la masse à une température suffisante pour décomposer le composé organo-silicique avec libération de silice et, polir former un silicate par réaction de cette silice avec ledit oxyde.
Ce chauffage de la masse s'effectue d'or dinaire à une température de 1500 C envi ron; le liant silicié est décomposé et forme d'abord de la silice libre qui se combine à cette température avec l'oxyde en produisant le silicate désiré. On obtient ainsi des pro duits réfractaires moulés tels que des moules pour la coulée des métaux, des éléments de résistances électriques et des briques réfrac taires pour fours travaillant à haute tempé rature.
On peut employer comme composés organo- siliciques faisant prise soit à la température ambiante, soit, après un chauffage modéré, pour exécuter le présent procédé, un grand nombre de siloxanes polymérisés, obtenus à partir de silicanes hydrolysables alcoy l- ou ary (substitués, ainsi que des esters siliciques partiellement hydrolysés contenant un accé lérateur de gélifieation tel que la pipéridine ou une base organique ayant, en solution sa turée à 20 C,
un pli inférieur à celui de la pipéridine.
Pour obtenir des objets moulés en sili cate synthétique pur, il est nécessaire (le choi sir la quantité de composé silicique employé comme liant, de manière que sa décomposition libère la quantité stoechiométrique de silice pour former avec l'oxyde le silicate voulu.
Le procédé suivant la présente invention offre des avantages sur ceux qui consistent à mélanger de la, silice finement divisée avec un oxyde réfraeta.ire et à. chauffer ce mélange pour former le silicate voulu, parce que l'em ploi de silice sous forme d'un composé or-aïio- silicique agissant comme liant permet de pré parer un mélange chimiquement homogène qui peut. être moulé facilement, par exemple en coulant la masse dans un moule de plàtre et en laissant faire prise.
On peut ajouter au mélange avant la prise, comme agrégat, le silicate minéral correspondant au silicate à obtenir ou un autre silicate, mais cette facon de procéder ne présente en général pas d'avan- tage particulier et la résistance à l'écrase ment du produit final risque de ce fait d'être légèrement réduite.
Ledit procédé est particulièrement intéres sant dans son application à la fa brication de pièces moulées en silicate d'alumine, fabrica tion pour laquelle on emploie l'alumine comme oxyde, dans !des proportions telles qu'avec le liant silicique il se forme du sili cate d'alumine hautement réfractaire.
Le composé or'-ano-silicique utilisé {le pré férence pour réaliser la présente invention est le silicate d'éthyle partiellement hydro- lysé auquel on a ajouté comme accélérateur de gélification '211/o en volume (le pipéridine.
Les exemples suivant: se réfèrent à des réalisations précises de l'invention.
Exc@riple <I>2:</I> On coule une série de cylindres avec un mélange ayant la composition suivante:
EMI0002.0023
Alumine <SEP> calcinée <SEP> passant <SEP> au <SEP> tamis
<tb> 60 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 65 <SEP> g
<tb> Alumine <SEP> calcinée <SEP> en <SEP> poudre <SEP> impal pable <SEP> 35 <SEP> \e
<tb> Silicate <SEP> d'éthyle <SEP> contenant <SEP> \' <SEP> 11/o <SEP> de
<tb> pipéridiire <SEP> (en <SEP> volume) <SEP> . <SEP> 20 <SEP> cm3
<tb> Alcool <SEP> éthylique <SEP> contenant <SEP> 15 <SEP> 0l0
<tb> d'eau <SEP> (en <SEP> volume) <SEP> -1 <SEP> cin3 Après chauffage à 750 C pendant quatre heures, les cylindres ont une résistance à.
l'écrasement de 117 lig/cnl@. Après chauffage à. 1300 C pendant sept heures, des cylindres de même composition ont une résistance à l'écrasement de 815 l@g/cm2.
<I>Exemple 2:</I> On coule une série de cylindres avec un mélange ayant la composition suivante:
EMI0002.0028
Magnésie <SEP> passant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> 40 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 50 <SEP> g
<tb> llagnésie <SEP> passant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> 60 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 50
<tb> Silicate <SEP> d'éthyle <SEP> contenant. <SEP> 211/o <SEP> (le
<tb> pipéridine <SEP> (en <SEP> volume) <SEP> . <SEP> 20 <SEP> cni3
<tb> Alcool. <SEP> éthylique <SEP> contenant <SEP> 1511/o
<tb> d'eau <SEP> (en <SEP> volume) <SEP> 4cni3 Après chauffage à 750 C pendant quatre heures, les cylindres sont frag).iles et n'ont qu'une faible résistance à.
l'éerasemerit. Une série de cylindres de même composition, mais chauffés à l 300 C pendant sept. lierres, ont une résistance à l'écrasement de 302 kg/e1112.
Manufacturing process of molded refractory products. The present invention relates to a process for the manufacture of molded refractory products containing synthetic silicates.
The use of gold.ano-silieic compounds, and particularly of silicic esters, as binding agents is well known. It has already been proposed to use these compounds for the making of molds intended for casting metals as well as for the making of refractory products containing synthetic zirconium silicate.
It has now been found that organo-silicate compounds can be used for the manufacture of molded refractory products containing synthetic silicates other than zirconium silicate.
The process according to the invention is characterized in that an oxide of a metal with an atomic weight of less than 90 is mixed with an organosilicon compound capable of acting as a binder, and in that, after molding and setting of the mixing the mass is heated to a temperature sufficient to decompose the organosilica compound with release of silica and polish to form a silicate by reacting this silica with said oxide.
This heating of the mass is carried out with dinar at a temperature of about 1500 C; the silicon binder is decomposed and first forms free silica which combines at this temperature with the oxide to produce the desired silicate. Molded refractory products such as molds for casting metals, electrical resistance elements and refractory bricks for furnaces operating at high temperature are thus obtained.
A large number of polymerized siloxanes, obtained from hydrolyzable silicanes, alkyl or ary (substituted, substituted, or substituted), can be employed as organosilicon compounds which set either at room temperature or, after moderate heating, to carry out the present process. as well as partially hydrolyzed silicic esters containing a gelation accelerator such as piperidine or an organic base having, in solution its turée at 20 C,
a fold lower than that of piperidine.
To obtain molded articles of pure synthetic silica, it is necessary to choose the amount of silicic compound used as a binder, so that its decomposition releases the stoichiometric amount of silica to form the desired silicate with the oxide.
The process according to the present invention offers advantages over those which consist in mixing finely divided silica with a refractive oxide and. heat this mixture to form the desired silicate, because the use of silica in the form of a gold-aiio-silicic compound acting as a binder allows to prepare a chemically homogeneous mixture which can. be molded easily, for example by pouring the mass into a plaster mold and allowing it to set.
The inorganic silicate corresponding to the silicate to be obtained or another silicate can be added to the mixture before setting, as an aggregate, but this way of proceeding does not generally present any particular advantage and the resistance to crushing of the substance. end product may therefore be slightly reduced.
Said process is particularly interesting in its application to the manufacture of molded parts of alumina silicate, manufacture for which alumina is used as oxide, in proportions such that with the silicic binder silicic acid is formed. Highly refractory alumina cate.
The gold-ano-silicic compound preferably used in carrying out the present invention is partially hydrolyzed ethyl silicate to which has been added as a 211% gel accelerator by volume (piperidine.
The following examples: refer to specific embodiments of the invention.
Exc @ riple <I> 2: </I> A series of cylinders is poured with a mixture having the following composition:
EMI0002.0023
Calcined <SEP> alumina <SEP> passing <SEP> through <SEP> sieve
<tb> 60 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 65 <SEP> g
<tb> Alumina <SEP> calcined <SEP> in <SEP> powder <SEP> impal pable <SEP> 35 <SEP> \ e
<tb> Silicate <SEP> of ethyl <SEP> containing <SEP> \ '<SEP> 11 / o <SEP> of
<tb> piperidiire <SEP> (in <SEP> volume) <SEP>. <SEP> 20 <SEP> cm3
<tb> <SEP> ethyl alcohol <SEP> containing <SEP> 15 <SEP> 0l0
<tb> of water <SEP> (in <SEP> volume) <SEP> -1 <SEP> cin3 After heating at 750 C for four hours, the cylinders have a resistance to.
crushing 117 lig / cnl @. After heating to. 1300 C for seven hours, cylinders of the same composition have a crush resistance of 815 l @ g / cm2.
<I> Example 2: </I> A series of cylinders is cast with a mixture having the following composition:
EMI0002.0028
Magnesia <SEP> passing <SEP> through <SEP> sieve <SEP> 40 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 50 <SEP> g
<tb> Magnesia <SEP> passing <SEP> through <SEP> sieve <SEP> 60 <SEP> B. <SEP> S. <SEP> S. <SEP> 50
<tb> Ethyl <SEP> silicate <SEP> containing. <SEP> 211 / o <SEP> (on
<tb> piperidine <SEP> (in <SEP> volume) <SEP>. <SEP> 20 <SEP> cni3
<tb> Alcohol. <SEP> ethyl <SEP> containing <SEP> 1511 / o
<tb> of water <SEP> (in <SEP> volume) <SEP> 4cni3 After heating at 750 C for four hours, the cylinders are fragile and have little resistance to.
the erasemerit. A series of cylinders of the same composition, but heated at 1300 C for seven ivies, have a crush strength of 302 kg / e1112.