IEU8E

Températures

FJg. 6i. — Dilatation de la silice.

la silice, parce que nous ne connaissons pas encore d'une façon complète les conditions de stabilité de ces différentes variétés et moins encore les conditions de leur transformation réciproque. Voici en gros, d'une façon qualificative, la succession des phénomènes qui se produisent quand on élève, à des températures progressivement croissantes, chacune de ces variétés de silice.

Le quarî:(^ est la variété de silice normalement stable jusqu'à 700°, mais il se conserve inaltéré à des températures bien plus élevées. Le quartz en fragments et en Tabsence du contact de

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corps étrangers se conserve jusqu'à x. 400^ sans altération; chauffé rapidement il paraît fondre vers r.6oo° sans s'être transformé en une autre variété. Chauflfé lentement au contraire, il se transi forme en cristobalite d'abord, puis en trydimite dont le point de fusion est de aoo^" environ plus élevé que celui du quartz.

Le quartz en poudre fine se transforme à température beaucoup plus basse, d'auunt plus facilement qu'il est broyé plus fin; cette transformation commence alors dés 1.200^. La présence de chaux favorise également cette transformation. La présence d'alcalis tend au contraire à faire passer le quartz à Tétat de silice amorphe, comme cela se produit dans la porcelaine, dont la pâte est partiellement vitreuse.

La calcédoine^ extrêmement voisine, par sa densité et ses autres propriétés du quanz, en différant surtout par la finesse de ses éléments cristallins, subit les mêmes transformations mais à des températures beaucoup plus basses. Dés 1.000° la cristobalite commence à prendre naissance ; cela explique pourquoi la substitution dans une pâte céramique cuite à i . 200°, comme la faïence fine, d'une certaine quantité de silex à du quartz, en modifie complètement les propriétés; à cette température le quartz n'a pas commencé à transformer, mais la calcédoine Ta fait à peu près complètement. La cristobalite se conserve indéfiniment à la température ordinaire bien qu'elle n y soit pas normalement stable. On n'en a trouvé dans la nature que des échantillons isolés extrêmement rares, mais elle est probablement beaucoup plus abondante qu'on ne le croit; l'absence presque complète de double réfraction permet de la confondre avec des matières vitreuses. Elle doit vraisemblablement être normalement stable entre 700° et une température plus élevée, tout à fait indéterminée jusqu'ici. Par chauffage prolongé à des températures supérieures à 1.500''^ elle se transforme en tridymite, elle n'est donc plus stable à cette température.

La tridymite est la variété de silice cristallisée stable aux plus hautes températures, jusqu'à son point de fusion qui est voisin de 1.800**. Bien qu'instable aux températures plus basses, elle s'y

conserve indéfiniment sans altération, au moins tant que l'on ne fait pas intervenir des durées comparables à celles des âges géologiques. Dans la nature en eflfet, la tridymite des roches volcaniques revient parfois à Tétat de quartz, seul état stable à froid. La silice amorphe est stable seulement au-dessus de i.8oo«, point de fusion de la variété la moins fusible de la silice ; on ne peut la conserver à la température ordinaire qu'en la refroidissant suffisamment rapidement à partir d'une température supérieure à ce point de fusion. Entre la température ambiante et i .coo*', elle parait se conserver indéfiniment sans altération ; mais quand on la chauffe à des températures supérieures à une certaine limite encore indécise, comprise entre i.ioo et 1.300**, elle commence à se dévitrifier, et le fait d'autant plus vite que la température est plus élevée, en donnant de lacristobalite qui, par un chauffage à température plus élevée se transforme à son tour en tridymite.

BriquM de silice. — Les matières premières employées dans la fabrication de briques de silice sont toujours l'une des deux variétés à haute densité : quartz et calcédoine ; mais comme on les emploie toujours dans des fours à très haute température, elles doivent nécessairement finir par s'y transformer en variétés à faible densité, c^est-à-dire éprouver une transformation accompagnée d'une augmentation considérable de volume ; si l'on n'a pas réalisé cette transformation pendant la fabrication, elle se fera ensuite à l'emploi et amènera des dislocations de fours; c'est là une difficulté qui a été longtemps un obstacle à l'emploi des briques de silice.

La fabrication des briques de silice comprend trois opérations distinctes : la calcination préalable de la silice pour la transformer en une variété à faible densité, la confection des briques et leur cuisson; ces trois opérations sont également délicates et expliquent le prix de revient élevé de ces matériaux réfiractaires.

La calcination doit être faite à une température voisine de 1 600% elle se fait au four coulant en mêlant le combustible avec les fragments de quartz ou de silex; la nécessité de cette calcination à

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température élevée s'oppose à Tutilisation des sables siliceux dont le prix d'extraction serait infiniment moindre et dont l'emploi éviterait les frais de broyage.

Après calcination, la matière est broyée et tambée de façon à ce que les plus gros grains atteignent au plus quelques millimètres. Cette matière granuleuse est exempté de toute plasticité, on ne peut l'agglomérer comme l'argile ; on est obligé d'introduire comme agglomérant une petite quantité de chaux qui dimi> nue un peu les propriétés réfractaires : 3 0/0 de chaux grasse ou 5 0/0 de chaux hydraulique. On humecte avec une très petite quantité d'eau, 5 0/0 du poids total de la matière et on pilonne très énergiquement dans des moules en métal avec une masse de fonte. Les briques démoulées sont abandonnées pendant un certain temps à Tair pour obtenir par dessiccation et combinaison de la chaux un cenain durcissement qui permette de les manipuler et de les transporter au four de cuisson.

La cuisson est théoriquement inutile» si la première calcination a bien complètement transformé la silice ; elle est indispensable cependant pour donner aux briques une dureté suffisante qui permette de les transponer au lieu de consommation et de les mettre en place. Cette température de cuisson doit atteindre au moins 1.500^ de façon à provoquer la fusion des silicates de chaux et l'agglomération complète des grains de silice ; on a alors des briques extrêmement dures pouvant résister à tous les transports. Quand on se limite à une température de cuisson de [.200 à 1 300^, on a seulement une combinaison partielle de la chaux avec la silice, les briques restent très friables et occasionnent un déchet énorme au transport.

La propriété essentielle de ces briques est leur résistance à l'action de la chaleur qui est notablement supérieure à celle des briques d'argile. Elles fondent seulement vers 1.800°; l'écart serait faible avec la kaolinite pure, mais la [Présence constante du mica et du quartz dans les argiles réfractaires en abaisse, comme nous l'avons dit, le point de fusion plus que ne le font pour la silice les quelques centièmes de chaux ajoutés en vue de Tagglo-

mération; de plus, au contact des bases et surtout des laitiers calcaires, les parois siliceuses résistent mieux que les parois argileuses; le silicate monocalcique ou wollastonite SiO^ CaO fond seulement à i . 5 lo** et Teutectique plus riche en silice i ,2 5 Si O* + CaO à 1.450^, c'est-à-dire à200^ au-dessus des mélanges les plus fusibles d'argile et de chaux ; la magnésie donne avec la silice comme avec Targile des produits un peu moins fusibles que la chaux, 1.350^ pour la pyroxèneet 1.500° pour son eutectique siliceux, soit 50° plus haut que les mélanges calcaires correspondants.

Les briques de silice présentent un inconvénient assez sérieux résultant de l'anomalie de leur coefficient de dilatation ; le changement brusque de dimension qui se produit au point de transformation de la cristobalite amène des désagrégations rapides dans les fours alternativement chauffés et refroidis complètement; pour ce motif, les briques de silice ne conviennent guère qu'aux fours à marche continue ; et encore dans ce cas, si la température n'est pas très élevée, on observe souvent une désagrégation progressive et continue de ces briques.

On trouvera plus loin dans le tableau de la fin du chapitre quelques données numériques relatives à la conductibilité calorifique, à la porosité, et à la perméabilité des briques de silice.

Alumine. — L'alumine pure existe dans la nature à l'eut cristallisé ; c'est le corindon ; ses gisements sont relativement assez rares et par suite son prix de revient est élevé ; elle ne peut guère être employée industriellement comme matière réfractaire.

L'cmeri que Ion trouve dans les îles Naxos, en Grèce, est un corindon impur mêlé à de l'oxyde de fer et à d'autres impuretés qui en augmentent la fusibilité; son prix est encore assez élevé. On peut cependant l'employer avec avantage dans les laboratoires pour le revêtement intérieur des petits fours destinés à supporter des températures élevées; on traite Témeri pulvérisé du commerce par Tacide chlorhydrique concentré et chaud qui enlève le fer et une partie des impuretés, en ne dissolvant que très peu d*alumine; Témeri ainsi purifié est délayé avec une petite

quantité de silicate de soude et damé à Tintérieur des fours sur une épaisseur de 5 mm. à r cm. ; on peut, par le même procédé, faire de petits creusets.

On fabrique encore de Talumine fondue, vendue sous le nom à'alundum, en fondant au four électrique de la bauxite, minerai constitué par un mélange de silice, alumine et fer ; il se fait du siliciure de fer et de Talumine fondue.

La seule variété d'alumine que son prix permette d'employer dans la fabrication des produits réfractaires est précisément la bauxite. Elle contient un hydrate d'alumine, le diaspore, APO' H*0, môle à une forte proportion d'impuretés : oxyde de fer anhydre, Fe*0, qui lui donne sa couleur rouge et argile. On emploie ce minerai pour la fabrication de l'aluminium, de préférence les variétés rouges, très ferrugineuses, mais renfermant peu de silice; l'élimination du fer est en effet plus simple que celle de la silice. On pourrait également employer cette variété comme produit réfractaire, à condition d'enlever le fer par un traitement préalable à l'acide chlorhydrique concentré chauffé à 60®. On obtient ainsi de l'alumine relativement très pure et par suite très réfractaire; c'est ainsi qu'ont été faites les premières briques en bauxite qui furent essayées vers 1870 dans la construction des fours à fondre Tacier.

Mais ce traitement est fort coûteux et aujourd'hui on emploie exclusivement les bauxites blanches ou légèrement rosées sans aucune purification préalable ; ce sont des mélanges d'alumine et d'argile dont la fusibilité est intermédiaire entre celles de l'argile et de l'alumine. Le plus souvent d'ailleurs, on se contente d'ajouter une certaine quantité de bauxite aux autres argiles réfractaires pour en améliorer la qualité.

Les propriétés réfractaires de l'alumine sont bien supérieures à celles de la silice; elle fond vers 2050** quand elle est parfaitement pure. Avec la chaux elle donne des aluminates fondant vers 1500®. Les silico-aluminates de chaux, à excès d'alumine, sont beaucoup moins fusibles que ceux à excès de silice, aussi les briques riches en alumine résisieni-elles mieux aux laitiers cal-

caires que les briques plus siliceuses. Les aluminates alcalins et les aluminates de plomb sont assez peu fusibles ; pour ce motif on emploie souvent la bauxite dans la construction des fours à plomb.

La fabrication des briques en bauxite est plus difficile que celle des briques argileuses et par suite plus coûteuse. Les bauxites blanches naturelles ne se délayent pas dans l'eau comme les argiles; elles prennent cependant après broyage une certaine plasticité et peuvent alors être moulées directement comme Targile. La bauxite rouge dépouillée de son fer par l'acide chlorhydrique est très peu plastique et demande pour être agglomérée Taddition de matières liantes étrangères; on a employé avec un égal succès des additions de lo o/o d'argile ou l'emploi de solutions concentrées de chlorure de calcium.

La bauxite prend à la cuisson un retrait plus considérable encore que celui de l'argile et donne des matières cuites extrêmement poreuses; il faut donc, pour la confection des briques, employer toujours une forte proportion de bauxite calcinée servant de matière dégraissante.

Magnésie. — La magnésie se trouve principalement dans la nature à l'état de carbonate neutre, répondant à la formule Mg O CO*; on ne connaît guère que deux gisements importants de carbonate de magnésie pur, celui d« l'île d'Eubée, en Grèce qui commence à être épuisé, et un autre dans les Indes, dont l'exploitation est à peine commencée. Il existe en outre des carbonates de magnésie impurs, beaucoup plus abondants, qui renferment en mélanges isomorphes cristallisés, des proportions importantes de carbonate de fer ; les deux principaux gisements de ce carbonate ferrugineux se trouvent en Autriche, l'un dans les montagnes de Styrie et l'autre dans les Karpathes ; la magnésie provenant de la calcination de ces carbonates est brune.

Il existe enfin, dans les eaux de la mer des quantités considérables de magnésie à l'état de sulfate et de chlorure ; un procédé ingénieux, dû à M. Schlœsing, permettrait sans doute de l'ex-

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traire économiqaementy mais il n'existe pas encore d'exploitation importante faite dans ce but. On précipite la magnésie par la chaux, mais le lavage de la magnésie obtenue pour la débarrasser des sels de Teau de la mer ou des marais salants, semble à première vue une opération irréalisable en granU à cause de Tétat gélatineux du précipité. M. Schlœsing a eu l'idée de mouler une pâte ferme de chaux en petits filaments par compression à travers une filière ; ces filaments gardent leur structure dans l'eau de mer tout en se transformant en magnésie, la chaux se dissolvant en même temps; on peut alors laver par déplacement ces filaments à travers lesquels Teau circule facilement.

La magnésie pure est très peu fusible, elle fond à 2.2oo', c*est le moins fusible de tous les produits réfractaires employés industriellement; la magnésie ferrugineuse brune est plus fusible, elle présente dès 1.500® un commencement de ramollissement par la fusion du ferrite de magnésie; il reste cependant un grand exchs de magnésie non fondue, celle-ci se dissolvant progressivement dans le ferrite fondu à mesure que la température devient plus élevée. Les briques ont alors une consistance analogue à celle du sable humide ; elles peuvent supporter sans s'écraser des pressions assez fortes, mais elles n'ont pas de dureté et se désagrègent sous le moindre frottement : on ne peut donc pas les employer dans les régions des fours où elles se trouveraient en contact avec des matières solides en mouvement, comme cela a lieu dans la cuve des fours coulants. La façon de se comporter de ces briques est toute différente de celle des briques siliceuses ou argileuses qui se vitrifient dans leur ensemble en se ramollissant progressivement et ne peuvent alors supporter des pressions longtemps prolongées sans s'écouler.

La magnésie éprouve sous l'action de la chaleur, vers i-éoc», une transformation irréversible accompagnée d'une grande augmentation de densité et par suite d'une grande diminution de volume; il serait impossible d'employer des briques en magnésie qui n'auraient pas encore subi cette transformation, car elles dimi* nueraient de volume et tomberaient en morceaux une fois mises

en place. Avant tout emploi, la magnésie doit donc être calcinée à une température extrêmement élevée et c*est là une des raisons du prix élevé des produits réfractaires magnésiens; cette cuisson doit être faite au gaz ou avec des charbons très pauvres en cendres, car le mélange à la magnésie de cendres toujours argileuses augmente considérablement sa fusibilité.

La magnésie possède une seconde propriété également très importante à prendre en considération dans l'emploi des produits magnésiens ; au contact de Teau, elle s'hydrate en gonflant et s'éteint comme la chaux, mais elle le fait heureusement avec une lenteur beaucoup plus grande ; à la température ordinaire, cette extinction complète demande des mois au lieu de quelques heures avec la chaux ordinaire, ou de quelques jours avec la chaux surcuite. Â 100^ dans un excès d*eau bouillante^ la magnésie s*éteint en six heures tandis que la chaux moyennement cuite le fait en quelques secondes et la chaux surcuite très compacte, en moins de deux heures. Grâce à cette lenteur d'extinction, on peut manipuler à l'air les briques de magnésie sans précautions exagérées; il ne faut pas cependant les mouiller sans motif et il faut plus encore éviter de mettre en feu trop lentement un four où il y aurait des briques de magnésie humide ; elles pourraient s'éteindre sous Taction de Teau chaude et disloquer par leur gonflement tout le revêtement réfractaire et même parfois le massif du four.

La fabrication des briques de magnésie présente une difficulté analogue à celle des briques de silice résultant du défaut de plasticité de la matière; les briques sont très "^ fragiles tant qu'elles n'ont pas été très fortement cuites. Schloesing qui a le premier utilisé dans le laboratoires les propriétés réfractaires de la magnésie, confectionnait ses briques avec un mélange de 9 parties de magnésie calcinée à mort et une partie de magnésie pulvérulente très fine, faiblement calcinée ; il comprimait à sec le mélange à la presse hydraulique. La présence de magnésie faiblement calcinée et pulvérulente permettait d'obtenir de suite une certaine cohésion, suffisante pour le transport des briques jusqu'au four de cuisson; ces briques prenaient une dureté très suffisante

MATÉRIAUX RÈFRACTAIRES 40I

une fois cuites à une température élevée. Mais cette précaution d'éviter complètement l'emploi d'eau n'est pas utile ; on peut se contenter de prendre de la magnésie fortement calcinée et pulvérisée et rhumecter avec quelques centièmes d'eau, puis la comprimer et la sécher assez rapidement ; on obtient ainsi une dureté initiale bien plus grande que par voie sèche sans aucun risque d'extinction, si la dessiccation a été faite assez rapidement ; on fait très facilement par ce procédé dans le laboratoire de petits ustensiles en magnésie, comme nacelles ou creusets. On peut encore, au lieu d'eau, employer des solutions de chlorure ou d^azotate de magnésie qui donnent une dureté initiale plus grande encore, grâce à la formation de sels basiques.

On trouvera dans le tableau de la page 407 quelques renseignements sur les propriétés des briques en magnésie.

Matériaux oaloaires. — La chaux devrait pouvoir fournir de bons matériaux réfractaires, son point de fusion est très élevé, 1950*, peu inférieur par conséquent à celui de Talumine et supérieur à celui de la silice. La seule difficulté qui a empêché de l'employer jusqu'ici est sa trop facile extinction. La chaux pure très poreuse s'éteint en quelques minutes; la chaux compacte elle-même, obtenue soit par fusion, ce qui ne serait évidemment pas un procédé industriel, soit par calcination en présence de quelques centièmes de matière fondante, argile ou oxyde de fer, s'éteint encore en quelques jours. Il n'est pas impossible cependant que l'on arrive dans l'avenir, à tourner cette difficulté.

La ddomU calcinée, mélange par parties équivalentes de chaux et de magnésie, est employée sur une large échelle dans les fours métallurgiques. Son extinction à l'air est lente, quoique cependant notablement plus rapide que celle de la magnésie, à condition cependant de l'avoir amenée à l'état absolument compact par cuisson à une température très élevée. Ce résultat peut être obtenu pratiquement avec les dolomies renfermant 3 0/0 de matières argileuses et ferrugineuses, qui donneront après calcination un mélange chaux-magnésie à 6 0/0 d'impuretés, la perte de

poids par dégagement d'acide carbonique étant d'environ 50 0/0.

La fabrication des briques en dolomie comprend deux opérations. La calcination de la doloœie dans des cubilots, dont le revêtement est fait lui-même avec de la dolomie déjà calcinée ; la dépense de combustible peut atteindre 500 kgs par tonne de produit calciné; cette dolomie est broyée et agglomérée avec du goudron, la masse pâteuse ainsi obtenue est moulée à la presse; Ces briques servent par exemple pour confectionner le revêtetement des convertisseurs Thomas. Le mélange pâteux peut être employé directement comme pisé pour préparer la sole des fours électriques, le revêtement intérieur des fours à chaux ou encore celui des cubilots servant à la calcination de la dolomie ; dans tous les cas, briques ou pisé doivent être soumis à l'action de la chaleur très rapidement après leur préparation si Ion a employé du goudron ordinaire toujours saturé d'eau. Au bout d'une huitaine de jours, l'extinction aurait commencé et les briques se désagrégeraient.

Sous l'action de la chaleur, le goudron se décompose en laissant du coke qui sert de liant aux grains de dolomie et durcit la masse. Ce coke peut ensuite brûler à l'air sans que la matière se désagrège. Les réductions et oxydations successives des petites quantités d'oxyde de fer de la dolomie et peut-être aussi de la chaux pour former du carbure de calcium, soudent entre eux les grains.

On commence à employer un dernier produit réfractaire, qui semble devoir dans l'avenir prendre un développement plus important, ce sont les ciments hydrauliques. Ces ciments sont essentiellement composés par un silicate tricalcique Sio* 3 Ca O dont le point de fusion inconnu passe pour être supérieur à 2000®, c'est-à dire, si ce chiffre est exact, supérieur au point de fusion de la chaux elle-même. Ces ciments renferment en outre, il est vrai, de petites quantités de silico-aluminates et de silico ferrites plus fusibles. Mais dans certaines chaux hydrauliques, comme celle du Teil, la proportion en est extrêmement faible.

On confectionne les briques de ciment ou les revêtements en pisé avec un mélange de 2 parties de clinker de ciment, c'est-à-

dire de roches dures de ciment sarcuit, concassées en fragments ne dépassant pas 2 cm. et i partie de ciment moulu ordinaire, ou encore i partie de clinker en fragments, i partie de clinker passé au préparateur, c'est-à-dire concassé de façon à ce que les plus gros grains n'aient pas plus de 3 mm. et enfin 1/2 partie de chaux hydraulique. On gâche avec de Teau ce mélange et on le moule dans des formes en bois pour faire les briques, ou on le pilonne sur place dans des coffres, exactement de la même façon que Ton travaille le béton ordinaire. Ces briques durcissent rapidement par hydratation du ciment. On les emploie crues et Ton peut mener rapidement la mise en feu du four ; elles n'éclatent pas au feu et n'éprouvent pas de changement de volume par la cuisson. Ce produit réfracuire est aujourd'hui presque exclusivement employé dans les revêtements des fours tournants à cuire le ciment où la température atteint de i 500 à 1700** suivant la nature des matières traitées. Ses usages se répandront sans doute davantage, en raison de son prix de revient très faible et de sa facilité d'emploi.

Ces briques en ciment présentent cependant un inconvénient qui en limitera les applications, à moins qu'on n'arrive à lever d'une façon certaine la difficulté actuelle. Les briques se comportent bien tant qu'elles restent à une température élevée, comme cela a lieu dans les fours à ciment dont la marche est continue. Mais si on les laisse refroidir, on les voit souvent se désagréger et même parfois se fendre et tomber en morceaux. Ce phénomène n'est pas dû, comme on pourrait le supposer, à l'extinction de la chaux libre, mais à une transformation dimorphique du silicate dicalcique Si'O, 2 CaO. Ce corps jouit de la propriété bien connue de se pulvériser spontanément au refroidissement. Ce composé ne devrait pas pouvoir prendre naissance en raison de la quantité de chaux existant normalement dans le ciment; il arrive cependant à se produire dans des conditions encore mal déterminées, sans doute par dédoublement du silicate tricalcique

Si O* 3 Ca O = Si O 2 2 Ca O + Ca O .

Minerais divers. — Le sesquioxyde de chrome serait un peu moîns fusible encore que Talumine ; on a proposé depuis longtemps de l'employer pour la confection d'ustensiles de laboratoire, mais son prix est beaucoup trop élevé pour les applications industrielles. Son minerai, le fer chromé Cr* O' Fe O, quoique encore assez rare, présente un prix de revient plus abordable. Il est également peu fusible et possède la propriété intéressante de ne pas former avec la chaux ni avec la magnésie de combinaisons fusibles. Aussi emploie-t-on les briques de fer chromé pour séparer dans les fours métallurgiques, certaines parties du revêtement faites en magnésie de celles faites en argile ; on évite ainsi la fusion de Targile au contact de la magnésie.

Les briques de fer chromé se préparent en agglomérant le fer chromé pulvérisé pris seul ou mélangé avec de la magnésie au moyen du goudron. A chaud^ le durcissement se produit par le même mécanisme que dans les briques de dolomie, mais d'une façon beaucoup plus complète. Le fer chromé partiellement réduit par le charbon se réoxyde ensuite et tous les grains sont ainsi soudés par ces deux réactions successives.

On peut mentionner comme autre produit réfractaire naturel le :(ircony Si O* Zr O '. C'est un minéral assez rare, qui n*a guère été employé que pour les fours de laboratoires, où il sert parfois à faire le revêtement intérieur. On l'agglomère alors avec du silicate de soude ou avec un peu d'argile. Il a l'avantage, qu'il partage du reste avec le fer chromé et avec le corindon ou Témeri, de ne prendre ni retrait ni gonflement par calcination à température élevée.

Oarbone. — Le carbone est de tous les corps connus le plus réfractaire, son point de fusion est supérieur à 3.000** puisqu'il résiste dans l'arc électrique qu'il sert lui-même à produire. Mais sa facile combustion, quand il est chauffé à température élevée au contact de Tair, limite beaucoup ses applications. On emploie parfois pour construire les parois du creuset des hauts-fourneaux des briques en coke, que l'on prépare en calcinant de la houille grasse

dans des boites métalliques. Le moule est fermé par un couvercle présentant seulement des orifices pour la sortie des gaz. Si on calcinait la houille dans un vase ouvert, elle gonflerait et donnerait un coke poreux d'une résistance mécanique insuffisante. La température de cuisson est d'environ 8oo^. Ces briques sont très dures et conservent leur solidité jusqu'à des températures bien supérieures à celle des hauts-fourneaux.

On utilise également une autre variété de carbone, le graphite ou plombagine, qui présente une cristallisation lamellaire et possède, par suite, une certaine plasticité comme Targile. On s'en sert surtout pour la confection de creusets ou de cornues. On évite son oxydation à Tair au moyen d'un artifice ingénieux, consistant à mêler au graphite une certaine quantité d'argile, choisie de façon à ce qu'elle fonde à la température d'emploi des objets fabriqués ainsi. La couche superficielle de graphite brûle rapidement, mais alors l'argile fond et forme à la surface extérieure un vernis protecteur qui empêche la combustion de continuer dans la masse. Les briques en graphite sont, de toutes les briques réfiractaires, les plus conductrices de la chaleur, 5 fois plus environ que celles d'argile; par contre, elles sont à peu près complètement imperméables aux gaz, même avant la formation du vernis protecteur.

Les propriétés réfiractaires du carbone sont enfin d'un usage constant dans la production delà lumière élearique; les filaments des lampes à incandescence, les baguettes des lampes à arc sont fabriquées avec des mélanges de noir de fumée et de charbon des cornues à gaz, agglomérés avec un peu de goudron, puis cuits en vases clos à une température très élevée, voisine de 1.600°. Ces objets ne renferment pour ainsi dire pas de graphite, bien que l'on désigne couramment sous ce nom, dans le commerce, les variétés de charbon de cornue servant à leur fabrication.

Carborundiim. — Le carbure de silicium, SiC est également un corps très réfractaire, qui ne fond pas, mais se décompose en abandonnant des vapeurs de silicium et laissant un résidu

de graphite à des températures très élevées, voisines de 2.200^. Bien que formé de deux éléments combustibles, le silicium et le carbone, ce corps est infiniment moins oxydable que le charbon. Lorsqu'il est pur, il est à peine oxydable jusqu'à 1.500**, mais la présence des bases alcalines ou alcalino-terreuses abaisse sa température d'oxydation jusque vers i.ooo**. Si ce corps coûuit moins cher, il pourrait comporter des applications intéressantes ; on s'en est surtout servi pour faire des revêtements plus ou moins épais, de 2 à 20 mm. par exemple, sur des parois en argile réfractaire. On peut l'appliquer en simple badigeon sur les maçonneries déjà faites ou le fixer en couches plus épaisses sur les briques pendant la fabrication de celles-ci.

Le carborundum n'est pas plastique ; pour l'agglomérer^ on le mélange avec 10 0/0 d'argile réfractaire, corps sans action sur lui. Souvent dans les laboratoires, on emploie une solution de silicate de soude, mais alors la présence d'un alcali rend le carborundum plus facilement oxydable. On peut également agglomérer le carborundum pulvérulent par simple compression à condition de le chaufier ensuite à une température très élevée ; on peut ainsi préparer des creusets et diflérents objets de laboratoire très solides. L'agglomération, dans ce cas, doit résulter de l'oxydation superficielle des grains qui donnent un enduit de silice servant de liant.

Choix des produits réfraetaires. — Le choix à faire dans chaque cas particulier de tel ou tel des matériaux précédents dépend de plusieurs considérations dont les trois plus importantes sont : la température du four, la nature des matières en contact avec les parois et enfin le prix de revient.

L'argile est de tous le meilleur marché, mais elle, est aussi la moins réfractaire et la plus facilement altérable par les différents laitiers des opérations métallurgiques.

La silice coûte plus cher, est un peu plus réfractaire et un peu moins altérable que l'argile.

La magnésie est de tous les produits réfraetaires usuels le plus réfractaire, le moins altérable au contact des laitiers basiques.

MATÉRIAUX RÈFRACTAIRES

mais aussi le plus cher et, dans bien des cas, son prix élevé rend son emploi inabordable.

Ces trois matières se travaillent relativement facilement, se prêtent à la fabrication de briques et de pièces de toutes formes ; on peut les mettre en pâte avec de Teau, ce qui facilite grandement et leur fabrication et leur emploi.

Les autres produits réfractaires : ciment, dolomie, fer chromé, carbone et carborundum, n'ont que des applications limitées en raison tant de leur prix de revient que des difficultés de leur agglomération ou de leur conservation.

Propriétés. — M. Wologdine a fait récemment au laboratoire de l'École des Mines un ensemble de recherches sur quelques-unes des propriétés les plus importantes des matériaux réfractaires usuels. Les résultats en sont consignés dans le tableau suivant. Rappelons d*abord les unités au moyen desquelles chacune des grandeurs mesurée est exprimée.

Température

Conducti-

Perméabi-

Produits

de cuisson

bilité

lité

Densité

Porosité

Briques réfractaires

Creusets de verrerie

cru