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Quel est le procédé de fabrication des briques réfractaires légères en mousse de kaolin? Qu'est-ce que cette question fait ici ?
Les briques réfractaires légères sont des produits réfractaires moulés avec une porosité totale supérieure à 45 % et pour une température d'utilisation de 800°C minimum. Les normes ASTM C 155-70 et DIN EN 1094 déterminent la température à laquelle le matériau peut présenter un retrait de 2% maximum. Sur base de la structure chimique, les briques réfractaires légères doivent être classifiées dans la catégorie de briques réfractaires légères à base de silicate d'aluminium, de silice (ou bioxyde de silicium), de zirconium et de corindon.
La catégorie des briques réfractaires à base de silicate d'aluminium (briques en argile réfractaire et en mulite) est le groupe le plus important et le mieux connu. Pour la production de ces briques, des matières premières à base de Al2O3, SiO2 et parfois de CaO sont utilisées. Des matières premières comme le kaolin ou la terre à porcelaine, l'argile réfractaire, la sillimanite, l'andalusite, la cyanite ou la disthène, la mulite, l?alumine, l?hydrate d?alumine et le corindon sont utilisés comme support de l?alumine.
Outre les matières premières à grains fins, des matières premières poreuses et à gros grains, comme l'argile réfractaire légère et les sphères creuses en corindon ou en mulite, sont utilisées.
Le procédé le mieux connu et le plus fréquemment utilisé pour la production de briques réfractaires légères est le procédé dit de burn-out. Les matériaux de base du burn-out (brûlage) utilisés sont très souvent de la sciure fine, des cokes de pétrole, de la sciure de lignite, des sphères en styropor, ainsi que des déchets découpés de l'industrie de la cellulose et du carton. Afin d'éviter que les propriétés thermiques soient influencées négativement, il faut utiliser des matériaux de brûlage donnant peu de cendres.
Le procédé de moussage est une autre méthode de production. Des savons spécifiques, des saponines et des sulfonates sont utilisés pour obtenir une mousse compacte. Très souvent, la suspension pour le noyau céramique est fabriquée séparément de l'émulsion mousseuse. Ensuite, la mousse et la suspension sont homogénéisées dans un mélangeur puissant. La masse volumique désirée peut être obtenue en mélangeant la mousse et la suspension de manière contrôlée.
En pratique, la méthode utilisant des gaz propulseurs est utilisée moins fréquemment. Cette méthode consiste à ajouter au mélange des substances qui développent du gaz, comme:
de la poudre de métal ou de carbure
du peroxyde d'hydrogène H2O2
de l'acide dolomitique ou sulfurique
Les propriétés des briques réfractaires légères fabriquées par le mélange de matières premières dans des substances volatiles (le naphtalène) diffèrent du tout au tout en comparaison à d'autres qualités de briques. Ainsi, il devient possible de créer des briques fortes avec une faible masse volumique. La structure ultra-fine des pores garantit des faibles coefficients de conductivité thermique.
Les briques réfractaires légères sont moulées à l'aide d'un procédé de coulage, de centrifugation ou de pression. Dans le procédé de coulage, les moules perforés en métal sont revêtus d'un papier-filtre avant le coulage. Pour renforcer le mélange et pour accélérer la coagulation, il faut ajouter des produits comme de la lessive de bisulfite, du sulfate de calcium ou du béton.
Le procédé de centrifugation est très efficace puisqu?il permet de fabriquer en continu de grands blocs.
Du plastique, des mélanges demi-secs et secs sont façonnés à l'aide de la presse appropriée (presses d'extrusion, presses hydrauliques ou mécaniques).
Les briques, au stade de pièces cylindriques non-finies, sont cuites au four (par exemple : four tunnel). La température de cuisson correspond pratiquement à la température de classification proposée par les fabricants. Comme la plupart des qualités de briques rétrécissent énormément pendant la cuisson et le séchage, elles doivent être découpées ou récurées.
Les briques qui ont une forme spéciale sont fabriquées à la main à l'aide d'un procédé de vibrage ou de coulage.
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