Matériaux réfractaires basiques à projeter : caractérisation physico-chimique et stratégie d'optimisation

• Auteur / Autrice : Murielle Rivenet
• Direction : Francis Abraham
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorrosion

Sidérurgie

Matériaux réfractaires

Mots clés libres

Convertisseur acierie

Résumé

L'étude concerne la caractérisation et l'optimisation de matériaux réfractaires basiques à projeter (produits de gunitage) utilisés pour la réparation du revêtement interne des convertisseurs d'aciérie. Le travail a d'abord consisté à recenser les différents paramètres susceptibles d'influencer l'adhérence du matériau au moment de la projection ainsi que les facteurs modifiant ses propriétés (résistance à la corrosion chimique et aux contraintes thermiques et mécaniques). L'étude des processus réactionnels affectant la nature des phases formées dans des barrettes de matériaux façonnés, à haute température, a permis de classer les produits en trois familles qui ont ensuite été caractérisées précisément par diffraction, microanalyse et fluorescence X. Corrélées aux propriétés mécaniques, ces analyses ont conduit à démontrer l'importance du rapport cao/sio2 des matières premières réfractaires et de la formation d'une phase liante intergranulaire de type silicophosphate, une teneur élevée en calcium étant indispensable pour assurer la pérennité de cette liaison à haute température. L'étude de la réaction interfaciale avec le laitier a montré l'influence défavorable de la présence d'olivine, (mg,fe)2sio4, conduisant à la formation de phases fusibles, par réaction avec le laitier, à 1600° C.

A l'inverse la présence de dolomie limite nettement la corrosion. Sur la base de nos résultats des analyses sur matériaux projetés ont été réalisées. Outre la détermination du mécanisme de corrosion, elles ont permis de montrer l'existence d'une liaison silicophosphate plus riche en sodium et phosphore que celle observée dans les barrettes façonnées. Des synthèses au sein du système na2o-p2o5-cao-sio2 couplées à une approche structurale permettent de considérer les phases na2ca5(po4)4 et ca7(po4)2(sio4)2 comme les limites d'une unique solution solide de formule générale na2-xca5+x(po4)4-x(sio4)x. L'ensemble de ces conclusions a permis de bâtir une stratégie d'optimisation de la formulation des réfractaires basiques