Les matériaux réfractaires non façonnés, projetés sur la surface de travail par un flux d'air à grande vitesse et s'y adsorbant, sont appelés matériaux réfractaires d'injection. En principe, tout type de béton réfractaire coulable, de matériau auto-fluide ou de matériau pompable peut être utilisé comme matériau de projection à sec ou humide ; il suffit d'ajuster la granulométrie, la composition et le type et la quantité d'additifs. Le matériau réfractaire projeté est un type de matériau non façonné, présentant une bonne fluidité après ajout d'eau et agitation, sans cuisson ni mise en forme sous pression. Sa structure maçonnée, avec peu de joints, lui confère une grande intégrité et une bonne étanchéité, empêchant ainsi l'infiltration de poudre. Par ailleurs, comparé aux produits réfractaires traditionnels, le matériau réfractaire projeté présente les caractéristiques suivantes :
(1) Il est facile à ancrer et peut efficacement empêcher le mur de faire saillie.
(2) La construction est pratique, l'intensité du travail est faible, l'efficacité de la maçonnerie est élevée et la mécanisation de la construction du four peut être réalisée.
(3) Le délai de livraison est court, et les stocks et les coûts peuvent être réduits en conséquence.
Les matériaux de sablage réfractaires sont largement utilisés, ce qui facilite une utilisation optimale des ressources. Généralement, le matériau granulaire qui le compose est appelé agrégat réfractaire, et le matériau pulvérulent est appelé adjuvant (poudre réfractaire ou poudre fine), de même que les liants et les additifs.
1. Méthode de construction du matériau réfractaire projeté
Selon l'état du matériau pulvérisé sur le revêtement (face de travail), on distingue deux catégories : l'injection de matériau à froid et l'injection de matériau fondu ou semi-fondu. Cette dernière comprend les méthodes suivantes.
Procédé de projection à la flamme : Le matériau est projeté sur le revêtement à traiter à l’aide d’une flamme de propane. Sous l’effet de la haute température, le matériau, à l’état fondu ou semi-fondu, est directement pulvérisé sur le revêtement et s’y adsorbe. Autrefois utilisé pour la réparation des revêtements de fours, ce procédé est aujourd’hui peu répandu.
Méthode de projection plasma : Le matériau est pulvérisé à l’état ionique, ce qui est rarement utilisé pour les matériaux réfractaires.
Méthode de projection de laitier : pour protéger le four, un mélange de matériau réfractaire et de laitier est projeté sur la surface du convertisseur à l’aide d’une lance à oxygène haute pression. Cette technique est essentielle pour prolonger la durée de vie du revêtement du convertisseur.
La première est la méthode de pulvérisation la plus couramment utilisée ; elle comprend une méthode de pulvérisation à sec et une méthode de pulvérisation humide.
Procédé de projection à sec : Fonctionnement d'un dispositif de projection à sec. Le matériau sec est acheminé du silo vers le tambour rotatif. Ce tambour tourne selon un angle précis. L'orifice supérieur et le canal d'air du compresseur sont acheminés à proximité de la buse pour y rencontrer l'eau. Après mélange avec l'eau dans la buse, le matériau est pulvérisé sur le revêtement à traiter. La majeure partie du matériau projeté est adsorbée sur ce revêtement, tandis qu'une partie rebondit et retombe au sol. La quantité de matériau perdue par rebond est un facteur important pour la construction du réfractaire projeté. Le taux de rebond est généralement utilisé pour évaluer la performance d'adsorption du matériau projeté. Plus le taux de rebond est faible, meilleure est la performance. De nombreux facteurs influencent le taux de rebond, notamment la quantité d'eau, la pression du vent et le débit d'air.
La méthode de projection par voie humide consiste à acheminer le béton réfractaire, présentant une bonne fluidité, par une canalisation jusqu'à la buse, puis à le projeter sur le revêtement à traiter grâce à un flux d'air comprimé. Le procédé comprend quatre étapes principales : le mélange, le pompage, la projection et la solidification. Les étapes de mélange et de pompage sont similaires à celles utilisées pour les bétons réfractaires et les matériaux de pompage classiques ; elles requièrent un mélange homogène et un bon pompage.
Auparavant, la projection thermique était principalement utilisée pour la réparation des revêtements de fours, tandis que la projection humide permet un revêtement direct. Elle peut être employée directement pour la fabrication des revêtements de poches de coulée et de fours de divers types. Ses avantages sont la simplicité du procédé, l'absence de gabarit, le faible coût et la rapidité d'exécution.
2. Points à prendre en compte dans la méthode de pulvérisation
(1) Les points suivants doivent être pris en compte lors de l'adoption de la méthode de pulvérisation à sec :
La quantité d'eau ajoutée doit être appropriée : si la quantité d'eau ajoutée est trop faible, le matériau ne sera pas bien mouillé et le matériau sec se rétractera facilement ; si la quantité d'eau ajoutée est trop importante, le revêtement formé par pulvérisation aura tendance à couler, ce qui réduira également la capacité d'adsorption.
La pression et le volume d'air de la pulvérisation doivent être appropriés : si les particules sont trop grosses, leur impact sur la surface pulvérisée est trop important et elles risquent de rebondir ; si elles sont trop petites, le matériau n'adhère pas suffisamment au support et se détache facilement.
La distance et l'angle entre la buse du pistolet et la surface à pulvériser doivent être appropriés : la force de pulvérisation ne doit être ni trop forte ni trop faible. Le pistolet doit être déplacé verticalement et horizontalement afin d'obtenir une épaisseur uniforme de la couche pulvérisée.
L'épaisseur de chaque pulvérisation ne doit pas être trop importante : une couche trop épaisse se décolle facilement, généralement pas plus de 50 mm.
Contrôler la plasticité et la coagulation du matériau : le matériau peut être bien adsorbé sur le revêtement pulvérisé et peut se solidifier rapidement pour obtenir une certaine résistance.
(2) De nombreux facteurs influent sur la méthode du jet humide. Les principaux sont les suivants :
Composition du matériau de projection : Il doit présenter une granulométrie adaptée, un rapport agrégats/matrice approprié et une teneur en humidité adéquate. Une bonne coordination permet une meilleure adhérence de la matrice à la surface des particules. La couche d'adhérence ne doit être ni trop épaisse ni trop mince afin de garantir une bonne plasticité des particules et leur adhésion au matériau lors de la projection. Parmi les floculants couramment utilisés, on trouve l'aluminate de sodium, le silicate de sodium, le chlorure polysodique, le chlorure de calcium, le sulfate d'aluminium et le sulfate de potassium et de calcium.
Si la pression et la vitesse de l'air du jet sont trop faibles, les particules n'adhéreront pas bien au matériau, et si elles sont trop grosses, elles rebondiront facilement.
La distance et l'angle entre le pistolet de pulvérisation et le corps à pulvériser ont une certaine influence sur le taux d'adhérence de la couche de matériau.
Date de publication : 15 juillet 2022