Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les réfractaires utilisés en fonderie sont organisés autour de quatre grandes familles : les monolithiques, les préfabriqués, les façonnés et les fibreux. La durée de vie du garnissage d'un four dépend particulièrement du choix des matériaux qui composent le revêtement réfractaire. Le présent article décrit, notamment, les données requises pour la recherche du meilleur garnissage possible, sans oublier l'importance de la mise en oeuvre et de la mise en service des installations.
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Refractories used in foundries are organized around four main families: monolithic, precast, and shaped or fiber. The lifespan of the furnace lining specifically depends on the choice of materials that make up the refractory lining. This article focuses on the data required in the research of the most effective lining possible, without forgetting the importance of the implementation and commissioning of the facilities.
Auteur(s)
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Jean-Pierre GAUCHÉ : Ingénieur Physico-Chimiste (EOA de Paris) - Professeur à l'École Supérieure de Fonderie et de Forge, Sèvres - Expert près du Centre Technique des Industrie de la Fonderie
INTRODUCTION
Dès l'instant où un matériau n'est pas altéré lorsqu'il est chauffé au-delà de 300 °C, il est dit « réfractaire ». Lors des usages métallurgiques, la résistance thermique est nécessaire pour conserver l'énergie et contenir le métal notamment au cours de sa fusion. Cette double propriété est notamment celle des divers matériaux réfractaires utilisés dans l'industrie.
Généralement, les matériaux réfractaires sont des composés non organiques et non métalliques. Chimiquement, ce sont des oxydes très résistants à la température, les plus courants sont : la silice, l'alumine, la magnésie, la mullite, la zircone...
En fonderie, les produits réfractaires sont particulièrement confrontés aux métaux liquides comme l'acier, la fonte, l'aluminium, le cuivre, le bronze, le laiton... c'est-à-dire à des températures comprises entre 330 °C et 1 700 °C. Tous les constituants de ces produits doivent résister non seulement aux contraintes thermiques, mais également aux sollicitations thermochimiques qui résultent du contact métal/revêtement.
La fonderie a cette spécificité d'utiliser plus particulièrement des produits non façonnés (> 90 %) ; ainsi, contrairement aux briques, les revêtements sont installés, séchés et cuits sur le lieu de leur utilisation.
Les réfractaires utilisés en fonderie sont organisés autour de quatre grandes familles : les monolithiques, les préfabriqués, les façonnés et les fibreux.
Le présent article décrit également les données requises pour la recherche du meilleur garnissage possible, sans oublier l'importance de la mise en œuvre et de la mise en service des installations.
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Choix des réfractaires4. Grandes familles de réfractaires
4.1 Monolithiques
Les monolithiques, la famille la plus moderne des réfractaires, sont majoritairement utilisés en fonderie. En effet, dans cette industrie, les alliages fondus peuvent avoir des viscosités extrêmement faibles pour des densités élevées (supérieure à 7), ainsi le risque de métallisation par pénétration capillaire interdit l'usage de matériau trop poreux.
Les monolithiques seront donc choisis en fonction de leur réfractarité (température limite d'utilisation en °C) et particulièrement de leur porométrie (diamètre moyen de la porosité ouverte).
Ils se déclinent en trois catégories principales :
-
Les bétons
Utilisant tous les agrégats réfractaires (chamotte, mullite, bauxite...) en mélange avec des ciments alumineux, les bétons réfractaires couvrent aujourd'hui la presque totalité des besoins de la fonderie.
Déclinés aujourd'hui avec une grande variété de teneurs en ciment, les bétons réfractaires à basse et ultra basse teneur, grâce à une très fine porosité, permettent de limiter très fortement la pénétration des alliages les plus fluides.
Que ce soit pour les poches de coulée, les fours de fusion, les fours de maintien, les cubilots ou les fours de traitement thermique, les bétons réfractaires permettent d'apporter des solutions fiables et performantes.
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Les pisés
Premier réfractaire non façonné, le pisé est à l'origine un matériau naturel humide composé de silice et d'argile (appelé souvent « argile maigre ») dont l'usage principal était le garnissage des poches de coulée et des cubilots journaliers à vent froid.
Aujourd'hui, les pisés sont des produits synthétiques composés d'un agrégat principal et d'un liant. Ces réfractaires sont principalement utilisés à sec et mis en œuvre par vibrocompactage (figure ). Le domaine principal d'utilisation de ces produits est le four électrique à induction où l'absence d'eau est une obligation de sécurité.
Ces pisés utilisent tous les agrégats naturels et synthétiques modernes comme le quartzite, l'alumine, la magnésie et les spinelles.
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Les masses plastiques
Les masses plastiques sont avant tout des matériaux humides destinés à...
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Grandes familles de réfractaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MUNZ (D.), FETT (T.) - Ceramics : Mechanical Properties, Failure Behaviour, Materials Selection - Ed. Springer (1999).
-
(2) - ROUTSCHKA (G.) - Refractory materials - Ed. Vulkan (2008).
-
(3) - SCHACHT (C.) - Refactory linings. Thermomechanical Design and Applications - Ed. Dekker (1995).
-
(4) - Collectif – Refractory engineering. Deutsche Gesellschaft Feuerfest und Schornsteinbau - Ed. Vulkan (1996).
-
(5) - Collectif – Refractories handbook - Ed. The technical association of refractories. Japan (1998).
-
(6) - Collectif – Refractories manual - Ed. American Foundrymen's Society (1989).
-
(7)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
• Calderys (Groupe Imerys) :
• Fours et procédés SAS :
• Service Fourniture Réfractaire :
• E.K.W France, 15 rue Chabrol 75010 Paris
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