Réfractaires neutres
Beaucoup de membres de la classe «neutre» des réfractaires tombent dans deux sous-catégories, les oxydes et le carbone. Les oxydes neutres sont prisés pour leur manque de réactivité avec les acides et les bases, et sont souvent considérés comme des réfractaires supérieurs pour leur large utilité et leur performance sur un grand nombre d’applications.
Les réfractaires neutres sont utilisés dans de nombreuses applications, car ils sont tolérants aux atmosphères et scories acides et de base. Les réfractaires de type carbone sont souvent utilisés dans les environnements réducturables(9).
Anthracite
Contre-intuitivement, l’anthracite a longtemps été utilisé comme réfractaire. À titre d’exemple de matériau réfractaire neutre, son inclusion signifie qu’il n’y a pas de réactivité avec des atmosphères ou des scories acides ou de base. L’anthracite calciné (CA) est une version traitée à la chaleur de l’anthracite qui est plus forte et significativement plus poreuse que l’anthracite non traité.
Pendant la calcination - qui peut se faire par un processus de chauffage électrique, produisant de l’anthracite calciné électriquement, ECA - l’anthracite commence à subir une graphitisation à environ 2 200 °C(10). En effet, en raison de la graphitisation, le graphite synthétique est formé par ECA(11). Le graphite lui-même est un matériau réfractaire.
Pour les réfractaires coulés, CA a des pores de petite taille et de taille constante. D’une utilité particulière pour la production de métaux ferreux, l’anthracite calciné trouve une utilisation intensive dans les réfractaires graphitiques castrables monolithiques(12).
Dans les applications de fusion, ca/ECA ont des profils de résistance électrique intéressants(13), tandis que l’anthracite est un conducteur pauvre, CA/ECA est un bon conducteur. Les électrodes produites par CA/ECA pour les applications de fusion ont un taux lent d’oxydation, une résistance mécanique élevée et une faible conductivité thermique. Les électrodes sont formées à partir de monolithes d’ECA, de demi-monolithes ou d’un processus de compression impliquant des résines performantes collant ensemble de plus petites sections monolithes(14).
CA et ECA sont des choix réfractaires populaires en raison de leur nature peu coûteuse, de bons niveaux de pureté découlant de l’anthracite de haute qualité, et de l’applicabilité large.
Poussière de charbon
En tant qu’additif dans la production de briques réfractaires,
la poussière de
charbon est utilisée depuis longtemps(15). Il a été démontré que la plupart des briques de feu à base d’argile qui avaient été dopées avec des quantités variables de poussière de charbon, de différentes tailles de mouture, se sont trouvées très efficaces en tant qu’isolateurs thermiques(16), élevant l’argile conventionnelle au statut réfractaire de matériau.
Chromite
La chromite est le minerai naturel du chrome. Il a un point de fusion de 2 040 °C et est « presque chimiquement inerte »(17). Sous forme de brique réfractaire, la chromite est thermiquement stable bien au-delà de 1 900 °C, tout en conservant une résistance mécanique(18). L’un des nombreux avantages des réfractaires à la chromite est leur résistance à la déformation, c’est-à-dire qu’ils maintiennent un volume constant à des températures élevées.
La farine
chromée est une poudre finement moulue de chromite de fer et est largement utilisée à côté du magnésium réfractaire de base pour former des briques
réfractaire magnesite-chrome et chrome-magnésium
(19,20), largement utilisées dans la construction de fours et de fours. En outre, les briques réfractaires peuvent également être fabriquées à l’aide principalement de chromite(21) ou avec l’alumine réfractaire neutre collègues, qui peut être ajoutée sous sa forme de bauxite non raffinée, améliorant considérablement la force mécanique(22).
Autres méthodes de classification réfractaire(23)
Outre la composition chimique, il existe trois autres méthodes de classification majeures pour les réfractaires. Les descriptions dans chaque catégorie conduisent à la façon dont le réfractaire fini sera utilisé. Par exemple, un réfractaire castable (forme) castable (méthode) non chiqué peut être utilisé dans une application de fusion d’aluminium.
Formulaire
Comme nous l’avons mentionné, les deux grandes classifications des matériaux réfractaires sont « façonnées » et « non façonnées ». Les réfractaires « façonnés » sont mieux connus sous le nom de briques réfractaires, tandis que les réfractaires « non façonnés » sont mieux connus sous le nom de monolithes.
Méthode de fabrication
Les réfractaires peuvent être faits par plusieurs méthodes, dont la plupart ont tendance à être d’accord avec le «traitement des matériaux, la formation et la mise à feu » mentionnés précédemment. Des exemples de méthodes de production réfractaire incluent le pressage à sec, le moulage fondu et le moulage à la main. Les masses de ramming, le gunning, la pulvérisation et les processus castables tendent à être associés aux formes non coupées.
Températures de fusion
La température de fusion se réfère à la plage de température à laquelle les réfractaires sont évalués. Les réfractaires «normaux» fonctionnent dans la gamme de ca. 1 500 à 1 800 °C; réfractaires «élevés» de ca. 1 800 à 2 000 °C; et super réfractaires supérieurs à 2 000 °C. Les exemples typiques sont l’argile de feu/brique, la chromite/chromite-magnésium et la zirconia respectivement.
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