{"id":26144,"date":"2020-03-02T08:58:54","date_gmt":"2020-03-02T08:58:54","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/refractaires-a-la-poussiere-de-charbon\/"},"modified":"2020-11-03T11:35:20","modified_gmt":"2020-11-03T11:35:20","slug":"refractaires-a-la-poussiere-de-charbon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/refractaires-a-la-poussiere-de-charbon\/","title":{"rendered":"R\u00e9fractaires \u00e0 la poussi\u00e8re de charbon"},"content":{"rendered":"

\n\tR\u00e9fractaires de poussi\u00e8re de charbon<\/b>\n\t<\/h1>\n\tLa poussi\u00e8re de charbon, ou anthracite en poudre, est un mat\u00e9riau relativement peu co\u00fbteux et utile dans une vari\u00e9t\u00e9 de
\n param\u00e8tres r\u00e9fractaires<\/a>
\n<\/u> tels qu\u2019un composant dans les briques de feu et les applications de coul\u00e9e de type greensand. Dans certains cas d\u2019utilisation, la poussi\u00e8re de charbon est sacrificielle, avec ses produits de combustion offrant souvent des propri\u00e9t\u00e9s souhaitables. Comparativement \u00e0 d\u2019autres types de charbon, comme le lignite ou le charbon bitumeux, l\u2019anthracite br\u00fble relativement proprement; r\u00e9duire les risques pour la sant\u00e9 des travailleurs de l\u2019usine et avoir un profil environnemental l\u00e9g\u00e8rement meilleur. Les r\u00e9fractaires de type carbone sont souvent utilis\u00e9s dans la r\u00e9duction des environnements(1).\n

\n\tPoussi\u00e8re de charbon dans les briques r\u00e9fractaires\n\t<\/h2>\n\tUne brique r\u00e9fractaire – \u00e9galement connue sous le nom de brique de feu – est celle qui a un maintient une force physique et chimique \u00e9lev\u00e9e et la structure \u00e0 des temp\u00e9ratures sensiblement \u00e9lev\u00e9es, sans fissuration. Ils sont utilis\u00e9s pour tapisser les fours et les fours, fournissant l\u2019isolation et la protection \u00e0 la structure ext\u00e9rieure de la chambre de chauffage. Les briques r\u00e9fractaires contenant du
\n carbone,<\/a>
\n<\/u>comme celles contenant de la poussi\u00e8re de charbon, ont \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9es dans la fabrication du fer et de l\u2019acier en raison de leur adaptabilit\u00e9 et de leur r\u00e9silience(2).\n\t

La poussi\u00e8re de charbon comme additif dans la production de briques r\u00e9fractaires est utilis\u00e9e depuis pr\u00e8s de cent ans(3). Dans un travail souvent cit\u00e9(4), principalement des briques de feu \u00e0 base d\u2019argile avec des quantit\u00e9s variables de poussi\u00e8re de charbon, dans diverses tailles de mouture, ont \u00e9t\u00e9 faites. Dans tous les cas, des niveaux \u00e9lev\u00e9s d\u2019isolation thermique ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9s. Les auteurs ont conclu que la conductivit\u00e9 thermique diminuait tandis que les niveaux de r\u00e9sistance et de porosit\u00e9 compressifs augmentaient avec une augmentation globale du pourcentage de poussi\u00e8re de charbon utilis\u00e9e. En ce qui concerne la taille du broyage, il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 qu\u2019avec une mouture plus fine (petites particules), la force compressive et les niveaux de porosit\u00e9 ont augment\u00e9, tandis que la conductivit\u00e9 thermique a diminu\u00e9. Naturellement, l\u2019\u00e9quilibre de la conductivit\u00e9 thermique et de la force compressive sont la cl\u00e9 d\u2019une brique de feu r\u00e9ussie. La porosit\u00e9 contribue \u00e0 l\u2019isolation thermique, car l\u2019air est un conducteur de temp\u00e9rature m\u00e9diocre(5), bien que les auteurs aient not\u00e9 que les niveaux excessifs de porosit\u00e9 peuvent contribuer \u00e0 un manque de caract\u00e9ristiques de force m\u00e9canique. La composition en pourcentage attribu\u00e9e au charbon variait de 38 \u00e0 68, et la taille de la mouture variait de 20 \u00e0 500 m. Une autre \u00e9tude a examin\u00e9 la m\u00eame question, bien qu\u2019avec des ajouts en pourcentage plus faibles de poussi\u00e8re de charbon (5 \u00e0 20 par masse), les auteurs ont d\u00e9clar\u00e9 qu\u2019avec l\u2019augmentation de la teneur en charbon, la force m\u00e9canique a augment\u00e9 et la conductivit\u00e9 thermique diminue(6).<\/p>\n\t\t\t\t\"briques\n\t\t\t\t\"briques\n\t

La porosit\u00e9 est directement li\u00e9e \u00e0 la perm\u00e9abilit\u00e9, et il est dit que la perm\u00e9abilit\u00e9 est le facteur de gouvernance dans la long\u00e9vit\u00e9 des mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires(7). La porosit\u00e9 est cr\u00e9\u00e9e par la combustion de mat\u00e9riaux ajout\u00e9s au mat\u00e9riau principal de formation de briques(8). Les pores sont cr\u00e9\u00e9s apr\u00e8s que le mat\u00e9riau br\u00fble, et la forme des pores est li\u00e9e \u00e0 l\u2019identit\u00e9 du mat\u00e9riau(9), dans un processus connu sous le nom de \u00abburnout\u00bb. Lorsque la poussi\u00e8re de charbon br\u00fble, elle laisse g\u00e9n\u00e9ralement une forme de pores sph\u00e9rique(10). La conductivit\u00e9 thermique – et donc l\u2019efficacit\u00e9 en tant que r\u00e9fractaire – d\u00e9pend \u00e9galement de la forme des pores, en plus des niveaux globaux de porosit\u00e9(11). En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, plus la taille des particules de l\u2019additif est grande, plus la taille des pores sera r\u00e9alis\u00e9e.<\/p>\n

La poussi\u00e8re de charbon est utilis\u00e9e comme additif dans la production de briques tr\u00e8s thermiquement stables \u00e0 partir de boue d\u2019argile rouge dans les pays en d\u00e9veloppement(12), avec des niveaux \u00e9lev\u00e9s de r\u00e9sistance et de porosit\u00e9 compressives, et une faible r\u00e9tention d\u2019eau.<\/p>\n\t

En plus de la poussi\u00e8re de charbon, les d\u00e9chets de cendres de charbon des centrales thermo\u00e9lectriques ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s dans la fabrication de briques conventionnelles et r\u00e9fractaires(13), avec des performances similaires \u00e0 celles des briques disponibles dans le commerce. Il a \u00e9t\u00e9 signal\u00e9 que la fabrication de briques \u00e0 partir de poussi\u00e8re de charbon et de cendres de charbon est une m\u00e9thode de production plus \u00e9cologique(14) car elle r\u00e9duit\/r\u00e9utilise les d\u00e9chets.<\/p>\n

\n\tRev\u00eatements r\u00e9fractaires et poussi\u00e8re de charbon \/ anthracite\n\t<\/h2>\n\t

En plus de la brique, la poussi\u00e8re d\u2019anthracite\/charbon peut \u00eatre utilis\u00e9e dans le cadre de rev\u00eatements r\u00e9fractaires – dans les cas o\u00f9 elles font partie d\u2019une structure monolithe, par exemple. Les doublures carbon\u00e9es des pots pour la fonte de l\u2019aluminium sont populaires depuis un certain temps(15), avec des combinaisons d\u2019anthracite et de coke\/calcin\u00e9ant l\u2019utilisation de la recherche. Les doublures monolithiques d\u00e9riv\u00e9es de l\u2019anthracite et de la poussi\u00e8re de charbon sont souhaitables en raison de leur faible teneur en cendres et de leur stabilit\u00e9 \u00e0 long terme. En outre, dans l\u2019espace de production d\u2019aluminium, des cathodes utilis\u00e9es au stade de l\u2019\u00e9lectrolyse ont \u00e9t\u00e9 produites qui contiennent jusqu\u2019\u00e0 45 anthracite calcin\u00e9e; tout en maintenant la stabilit\u00e9 \u00e0 haute temp\u00e9rature et aucune perte de conductivit\u00e9 \u00e9lectrique. en plus des r\u00e9glages plus conventionnels de mise en pot assurant que le m\u00e9tal fondu est maintenu \u00e0 temp\u00e9rature constante(16).<\/p>\n\t\t\t\t\"r\u00e9fractaire-chromeflour\"\n\t

En ce qui concerne les rev\u00eatements r\u00e9fractaires pour la production de fer et d\u2019acier, dans le haut fourneau, un monolithe durci comprenant 80 anthracite a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9(17). Il est essentiel qu\u2019un haut fourneau soit bord\u00e9 d\u2019un r\u00e9fractaire efficace et durable afin d\u2019assurer une production soutenue et fiable(18). Dans le haut fourneau moderne, l\u2019usure de la doublure est particuli\u00e8rement concentr\u00e9e au fond de la chambre, le foyer. Ici, le d\u00e9bit de m\u00e9tal liquide est \u00e9lev\u00e9, ce qui signifie turbulence et un niveau d\u2019usure in\u00e9gale sur la doublure. Les r\u00e9fractaires \u00e0 base d\u2019anthracite ont prouv\u00e9 leur valeur avec des niveaux \u00e9lev\u00e9s de r\u00e9sistance \u00e0 la temp\u00e9rature, m\u00eame jusqu\u2019\u00e0 plusieurs cycles de chauffage de plus de 1 000 oC, des essais de choc thermique, des essais de r\u00e9sistance chimique et de l\u2019oxydation. Dans ce cas, l\u2019anthracite monolithique est pris\u00e9e pour sa stabilit\u00e9 de volume en vrac(19). Les rev\u00eatements r\u00e9fractaires de type carbone des hauts fourneaux sont g\u00e9n\u00e9ralement de l\u2019ordre de 700 \u00e0 750 mm d\u2019\u00e9paisseur, avec des longueurs d\u2019environ 2 m\u00e8tres(20).<\/p>\n\t\t\t\t\"r\u00e9fractaire-charbonni\u00e8re\"\n\t

Consid\u00e9rant le service \u00e0 long terme d\u2019une doublure particuli\u00e8re, aucun mat\u00e9riel n\u2019est \u00e0 l\u2019abri de l\u2019\u00e9chec. En g\u00e9n\u00e9ral, plus il y a de cycles de chauffage et de refroidissement, plus t\u00f4t le r\u00e9fractaire tombera en panne. Il est \u00e0 noter, cependant, qu\u2019un r\u00e9fractaire plus fragile \u00e9chouera plus t\u00f4t; les r\u00e9fractaires de poussi\u00e8re de charbon\/anthracite sont connus pour leur suppl\u00e9it\u00e9 relative(21). Il convient de noter la taille des pores orient\u00e9s vers l\u2019ext\u00e9rieur dans tout r\u00e9fractaire \u00e0 base de carbone; si la taille des pores est trop grande, de petites quantit\u00e9s de m\u00e9tal fondu peuvent s\u2019y accumuler et refroidir, produisant ce qu\u2019on appelle des \u00ab fouets \u00bb. Ces ph\u00e9nom\u00e8nes peuvent avoir un impact sur l\u2019efficacit\u00e9 globale du r\u00e9fractaire.<\/p>\n

\n\tGreensand et fonderies: l’utilisation de la poussi\u00e8re de charbon dans les applications de coul\u00e9e\n\t<\/h2>\n\t
\n La poussi\u00e8re<\/a>
\n<\/u> de charbon est un additif commun dans le processus de moulage de sable vert, comme un additif carbon\u00e9 que sous les combustions et les oxydas. Dans la coul\u00e9e de sable vert moderne, l\u2019anthracite remplace le charbon bitumeux, qui br\u00fble au chauffage et lib\u00e8re des polluants dangereux tels que le benz\u00e8ne, le xyl\u00e8ne et le tolu\u00e8ne. Il est imp\u00e9ratif que le charbon bitumeux soit remplac\u00e9 par un mat\u00e9riau carbon\u00e9 tout aussi performant, mais avec un profil moins dommageable pour l’environnement. Exp\u00e9rimentalement, l\u2019anthracite(22) \u00e9met beaucoup moins de polluants dangereux que le charbon bitumeux(23). L\u2019utilisation de la poussi\u00e8re de charbon diminue les d\u00e9fauts br\u00fbl\u00e9s, am\u00e9liore la finition de surface et diminue la p\u00e9n\u00e9tration des m\u00e9taux. En outre, il inhibe le mouillage, un processus par lequel le m\u00e9tal fondu adh\u00e8re au sable dans le moule et laisse des d\u00e9fauts sur la surface du produit. L\u2019utilisation de la poussi\u00e8re de charbon pr\u00e9vient \u00e9galement des ph\u00e9nom\u00e8nes tels que la \u00ab combustion \u00bb, o\u00f9 l\u2019oxyde de fer est produit \u00e0 la surface en raison des compos\u00e9s organiques volatils produits par la combustion de la poussi\u00e8re de charbon(24).\n\t\t\t\t\"homme\n

\n\tAutres utilisations\n\t<\/h2>\n\t

L\u2019anthracite calcin\u00e9 a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 en conjonction avec une hauteur r\u00e9sineuse pour produire une p\u00e2te r\u00e9fractaire tr\u00e8s efficace, utilis\u00e9e dans les rev\u00eatements de pot de fonderie d\u2019aluminium(25). Poursuivant le th\u00e8me de la p\u00e2te r\u00e9fractaire, il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que les r\u00e9sines riches en anthracite sont de loin sup\u00e9rieures en termes de r\u00e9sistance compressive \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es que les r\u00e9sines de type asphalte couramment utilis\u00e9es(26). La poussi\u00e8re de charbon a trouv\u00e9 une utilisation dans les ciments et les b\u00e9tons r\u00e9fractaires, avec l\u2019inclusion dans la composante agr\u00e9g\u00e9e dans un m\u00e9lange de b\u00e9ton d\u00e8s les ann\u00e9es 1910 et 1920(27,28). Bien que l\u2019ajout de poussi\u00e8re de charbon ne contribue pas \u00e0 l\u2019activit\u00e9 pozzolanique de la dalle de b\u00e9ton r\u00e9sultante, l\u2019inclusion augmente la performance thermique globale.<\/p>\n\t\t\t\t\"r\u00e9fractaire-chromeflour\"\n

\n\tSommaire\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • La poussi\u00e8re de charbon ou anthracite est un mat\u00e9riau utile que l\u2019on trouve comme additifs dans les applications r\u00e9fractaires, particuli\u00e8rement attrayant en raison de sa nature relativement peu co\u00fbteuse et de son ubiquit\u00e9.<\/li>\n
  • Comme additif aux briques r\u00e9fractaires, il fournit des propri\u00e9t\u00e9s am\u00e9lior\u00e9es en grande partie par l\u2019augmentation de la porosit\u00e9<\/li>\n
  • Dans les rev\u00eatements de four, la poussi\u00e8re de charbon en tant que mat\u00e9riau r\u00e9fractaire assure une r\u00e9sistance \u00e0 long terme et des performances thermiques \u00e9lev\u00e9es; dans la production d\u2019acier, il est utilis\u00e9 pour aligner les zones \u00e0 fort impact du four, offrant de longues dur\u00e9es de vie<\/li>\n
  • Dans les applications de coul\u00e9e, il est un additif commun au moulage de sable vert fournissant un processus plus efficace<\/li>\n
  • Dans d\u2019autres domaines, il est utilis\u00e9 comme p\u00e2te r\u00e9fractaire et dans les ciments\/b\u00e9tons offrant des caract\u00e9ristiques de performance thermique plus \u00e9lev\u00e9es<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"coal_dust\"\n\t

    R\u00e9f\u00e9rences:<\/strong><\/p>\n

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    7 G. R Eusner et J. T. Shapland, Permeability of Blast-Furnace Refractories<\/em> in Sixteenth Meeting of the American Ceramic Society<\/em>, Pittsburgh, 1958<\/p>\n

    8 Brevet am\u00e9ricain 4307199, 1981, expir\u00e9<\/p>\n

    9 M. Sutan et coll.<\/em>, Ceram. Int.<\/em>, 2012<\/strong>, 38, 1033<\/p>\n

    10 P. Guite et coll.<\/em>, Ceram. Int.<\/em>, 1984<\/strong>, 2, 59<\/p>\n

    11 V. V. Tkach et coll.<\/em>, Glass Ceram.<\/em>, 1999<\/strong>, 56, 158<\/p>\n

    12 G. Bathan et coll.<\/em>, Int. J. Emerg. Sci. Eng.<\/em>, 2014<\/strong>, 2, 7<\/p>\n

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    17 F. Vernilli et coll., Ironmaking and Steelmaking<\/em>, 2005<\/strong>, 32, 459<\/p>\n

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    25 M. M. F. Goncalves et coll., Fuel Energ. Abstr, c\u2019est moi.<\/em>, 1998<\/strong>, 1, 55<\/p>\n

    26 Y. Li et coll.<\/em>, The Mechanical Performance Experiments of Blast Furnace Hearth Ramming Material and Carbon Brick Refractory Mortar <\/em>in 2nd International Conference on Material Engineering and Application,<\/em> Shanghai, 2015<\/p>\n

    27 Brevet am\u00e9ricain US1854899, 1929, expir\u00e9<\/p>\n

    28 US Patent US1275354, 1917, expir\u00e9<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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