BRIQUES SPÉCIALES

SâV. Briques de siliee. — Les briques de silice sont employées pour résister aux températures les plus élevées, par exemple pour faire les voûtes des fours Siemens. Elles sont un peu friables; elles ont aussi Tinconvénient de se gonfler au feu, mais elles supportent des températures où largile la plus réfractaire se ramollit.

SâS. Maiièrefi premières. ~ On les a fabriquées d'abord à Dinas, en Angleterre, avec une terre qui contient plus de 90 0/0 de silice, mélangée à des proportions très faibles de bases : cette matière s'agglomère sans se fondre par une calcination à très haute température qui provoque la formation d'un peu de silicate. Maintenant on fabrique les mômes produits avec du

3t)« CHAPITRE IV. - MATÉRIAUX RÈFRACTAIRES

quartz réduit en farine et mélangé avec 1 ou 2 0/0 de chaux ; parfois on a remplacé uiie partie de la chaux par des traces de soude ; mais ce mélange, qui rend la fabrication plus facile, donne des produits moins réfractaires. Le quartz de filon est le plus employé : celui des sables et des grès est presque toujours trop feldspathique. Les silex de la ct^aie conviennent très bien : la chaux les attaque plus facilement que le quartz. Les meilleurs sont ceux qui sont gris et translucides : ceux qui sont blancs ou jaunes et opaques contiennent souvent des alcalis. La silice pulvérulente ou hydratée serait très bonne si elle était pure ; mais les dépôts importants en sont rares. En tous cas les matières doivent être triées avec soin, pour éliminer les fragments qui contiennent des oxydes métalliques.

9à9. Brojase. — Le broyage doit être poussé aussi loin que possible, car la cohésion n'est obtenue que par une inaction chimique entre la silice et les bases, qui sont à Tétat solide : il faut un mélange très intime, sans quoi on serait obligé d'augmenter la proportion des bases. Pour avoir des briques solides avec le moins de bases possible, il faut un mélange de poudre très fine avec des fragments de diverses grosseurs allant jusqu*à 2 millimètres de diamètre, et même plus. La poussière impalpable, s' attaquant par la chaux à la cuisson, sert à réunir les fragments. On peut employer un mélange de fragments de quartz ou de silex calcinés, avec de la poudre très fine de silex cru, qui sert de liant. La poudre siliceuse doit être malaxée longtemps avec la chaux pour donner une pâte homogène. Il va sans dire que l'addition de chaux est inutile quand la silice employée contient naturellement assez de bases- pour s'agglomérer au feu. On peut admettre que le mélange doit contenir au moins 1/3 de poussière impalpable passant au tamis ioO, ou même au 180 : sinon la cuisson ne lui donne pas une solidité suffisante, même avec une proportion de chaux de 5 0/0, Avec un bon broyage et un bon malaxage, cette proportion peut descendre à 1 0/0 ; mais au-dessous, les briques, tout en se moulant encore, restent trop friables après la cuisson

850. Moalage. — La pâte ainsi obtenue est très friable et peu plastique : il faut la mouler très doucement, un ouvrier ne fait guère que 150 briques par jour. 11 faut ensuite les manœu^

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vrer avec de grandes précautions, tant qu'elles ne sont pas cuifes. Oo peut faciliter ces manipulations par Vartifice indiqué pour raggloméraiioa des minerais, en moulant chaque brique sur une plaquette mobile qui Taccompagne jusqu'au séchoir. Ou peut alors mouler à la machine. Souvent encore, pour augmenter la cohésion, on ajoute à Teau un peu de colle ou de farine ; mais cet arlifîce n'est pas indispensable si la pulvérisation a été poussée assez loin et si on moule avec précaution.

Sftt* OaiMMon. — Après la dessiccation» ces briques sont un peu plus solides, par suite du durcissement de la c^aux On les charge doucement dans le four, et il faut les cuire plus fortement que les briques ordiuaires. La température doit atteindre le blanc. Il se fait alors une combinaison entre la chaux et la silice ; les grains s'entourent d'une croûte de silicate de chaux qui cimente, la masse et lui donne assez de solidité. La silice parait avoir une conductibilité plus grande et une chaleur spécifique plus faible que l'argile : en tout cas elle s'échaufife plus vite. Aussi, malgré la température plus élevée, la consommation de houille n'est pas beaucoup plus grande à la cuisson. Du reste, on ne cuit pas souvent les briques de silice à part : on les charge avec les autres^ mais dans les parties les plus chaudes des fours.

liCS briques de silice résistent aux plus hantes températures des fours Siemens, qui peuvent aller jusqu'à la fusion du fer doux : mais il ne faut pas les exposer à Faction des oxydes métalliques, qui les rongent très vite.

Elles coûtent à peu près deux fois plus cher que les briques réfractaires ordinaires, mais guère plus que les bonnes briques alumineuses.

. 359. Briques ba«ique«. — Pour certaines opérations, les briques doivent être de composition tout à fait basique, afin de ne pas se ronger et de ne pas céder de silice aux scories.

853. Maiièreu premières. — La chaux et la magnésie sont les seuls corps complètement infusibles et inattaquables par les oxydes métalliques. A Tétat de pureté, ils ne sont pas susceptibles de s'agglomérer. Mais avec de faibles proportions de silice ou d'alumine, ils deviennent frittables à très haute température

â08 CHAPITRE IV. - MATÉRIAUX RÈPRAGtAIRÊS

et prennent alors une cohésion suffisante. Les calcaires plus ou moins magnésiens qu'on emploie pour faire des revêtements rét'ractaires contiennent de 4 à 8 0/0 de matières étrangères. La silice donne trop de fusibilité : sa proportion ne doit pas dépasser 2 0/0, tout au plus 4 quand il n*y a en présence qu'une seule base. L'alumine exerce une action meilleure. Les dolomies les plus convenables peuvent contenir 4 à 6 0/0 d'alumine et d'oxyde de fer, La présence simultanée de la chaux et de la magnésie favorise la formation de composés fusibles : de sorte que les dolomies se frittent mieux avec une faible proportion de silice et d'alumine que les calcaires. €e sont donc les matières les'' plus propres à donner des produits solides et très basiques. Le carbonate de magnésie, beaucoup plus rare, donne aussi de bons résultats : la magnésie peut s'agglomérer par suite de la présence d'un peu d'alumine et de chaux.

854. Fabrieaiion. — Les carbonates doivent être calcinés préalablement parce qu'ils prennent un retrait trop grand pour pouvoir être employés crus, dette calcination dépense beaucoup de combustible, parce qu'il faut la pousser très loin et la prolonger pour donner tout le retrait, et que ces matières ont peu de conductibilité et s'échauffent lentement.

La chaux caustique fuse rapidement à l'air humide : la magnésie ne fuse pas quand elle a été calcinée jusqu'au blanc. La calcination des dolomies donne des chaax toujours fusantes, mais d'autant moins qu'elles contiennent plus de magnésie. Les matières fusantes ne peuvent pas être malaxées avec l'eau :* on doit remplacer ce liquide par le goudron, qu'on a fait bouillir pour chasser l'eau complètement. On obtient ainsi une pâte que l'on peut mouler ; une cuisson à haute température lui donnera de la cohésion, tout en faisant disparaître le goudron.

855. Briques de mai^èsie. — La magnésie parait être la matière qui, jusqu'à présent, donne les meilleures briques basiques. On ne connaît que deux gisements importants de carbonate de magnésie, ceux d'Eubée et de Styrie. Ce dernier, moins pur, noircit à la calcination ; celui d'Eubée reste blanc : il est un peu moins facile à agglomérer, mais donne peut-être de meilleurs produits.

Pour en faire des briques, il faut d'abord la calciner au rouge

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blanc : le rouge suffirait pour chasser Tacîde carbonique, mais une température très forte est nécessaire pour que la magnésie ne prenne plus de retrait e\ supporte le contact de l'eau 'sans se déliter. La cuisson se fait au cubilot, quand le carbonate est en gros fragments et solide comme celui d'Eubée ; au four Siemens, quand il est en poussière ou friable comme celui de Styrie. La calcination est longue : ces matières se chauffent beaucoup moins vite que la silice et même que Targile ; elle peut consommer 1.500 à 2.000 kil. de houille par tonne. Au cubilot, la consommation de coke peut être de 600 à 1.000 kil. Les fours doivent avoir des revêtements en magnésie.

La magnésie est ensuite broyée, malaxée avec un peu d'eau, et peut se mouler seule avec les mêmes précautions que la silice. On peut aussi faciliter le moulage en ajoutant 3 à4 0/0 d'argile, si l'on a affaire à de la magnésie très pure, ou dans le cas contraire 10 0/0 de magnésie cuite seulement au rouge.

Les briques sont ensuite séchées et cuites à haute température dans des fours ordinaires.

Le carbonate revient à 50 ou 60 fr. la tonne en France et les briques <\ plus de 200 fr. Ce prix pourra s'abaisser un peu par la réduction des frais de transport, quand on fera la calcination sur place.

On a fait aussi des briques avec de la magnésie fabriquée artificiellement et extraite du chlorure de magnésium; mais ces produits, moins coûteux, sont souvent altérés par la présence de traces d'alcalis, qui les rendent trop fusibles.

La brique de magnésie doit être conservée à Tabride Thumidité, dans des caisses en tôle : on recouvre le tas de chaux, quand on doit le garder longtemps en magasin.

3&e. Dolomie. — La dolomie doit se calciner h peu près comme la magnésie. La cuisson peut durer de 3 à 4 jours. La chaleur blanche doit être maintenue pendant 24 heures après le départ complet de Tacide carbonique. Puis on broie le résidu et on le conserve à Tabri de l'air avec plus de soin que pour la magnésie. Au moment de s'en servir, on malaxe avec le goudron anhydre. On obtient ainsi une pâte qu'on peut employer comme pisc^ ou mouler en briques. Les briques peuvent être employées erne«; et se cuire dans les fours; mais elles sont peu solides, et leur maniement exige beaucoup de soin : si on ne les emploie

pas sur place, il faut les cuire pour qu'elles supportent les transports. Cette cuisson se fait à haute température comme pour les briques de silice, mais siir des soles en doltfmie ou en magnésie, et en évitant le contact des briques avec les piédroits du four, qui sont le plus souvent siliceux. La brique de dolomie n'est pas aussi résistante en général que celle de magnésie. On peut traiter de même le carbonate de chaux : mais il donne un produit encore plus difficile à agglomérer et plus sensible à Faction de Tair.

Voici le prix de revient approximatif de la pâte et des briques de dolomie :

, Franoe

Dolomie à 6 fr.. 2.000 kil.....^ 12 »

Houille à 15 tr., 1.100 kil 16,50

Broyage , 3 »

Goudron anhydre à 40 fr., 100 kil 4 »

Main-d'œuvre 5 »

Frais généraux et entretien 5 »

Prix delà pâte 45,50

Moulage 5 »

Houille pour la cuisson, 800 kil 12 »

Main-d'œuvre ^ 5 »

Prix des briques 67, 50

Ces prix supposent le voisinage de carrières de dolomie.

II&9. Emploi. — Les briques basiques ne sont employées que pour les parties des fours qui touchent aux scories, c'est-àdire pour la sole, les piédroits, les autels. La voûte et le reste se font toujours en briques de silice, pour les hautes températures. Le contact de la silice avec la magnésie n*a pas d'inconvénient : mais elle se fond en présence de la dolomie ou de la chatix. Dans ce cas, le raccord des deux espèces de maçonnerie doit se faire par une matière qui n'attaque ni la chaux ni la silice. On peut intercaler une assise de briques de magnésie ou de fer chromé. On a aussi essayé la bauxite, mais elle convient moins bien.

BauiKiie. — Pour avoir des briques très alumineuses, ou emploie parfois la bauxite. La bauxite rouge est composée principalement d'alumine et d'oxyde de fer, avec fort peu de silice ; la bauxite blanche, plus rare, contient beaucoup moins

( 9. -. BiQQUES SPÉaALES 3ii

d'oxyde de fer et plus de silice. Ces matières sont assez chères ; elles ne sont pas plastiques comme Targile : elles prennent un retrait considérable, et il faut les calciner avant de les mouler. On les agglomère en mélangeant à la baunte calcinée 5 à 10 0/0 d'argile ou de bauxite crue. Les briques ainsi obtenues sont coûteuses, moins solides que les briques ordinaires, moins infusibles que celles de silice ou de magnésie : elles se ramollissent un peu à la température de fusion de Tacier doux ; enfin, pour résister à la corrosion des scories basiques, Talumine ne vaut pas la chaux et la magnésie. Aussi l'emploi de la bauxite est-il restreint.

86S. Briquen grapiiiteiises. — Nous avons déjà signalé l'emploi du graphite dans certains produits. On se sert pour les creusets de hauts fourneaux de briques contenant 60 à 70 0/0 de graphite mélangé à de Targile ; elles sont très faciles à tailler et résistent bien aux scories.

On peut même faire des briques de graphite pur. On broie le graphite ou le coke de cornues à gaz : on le malaxe avec 10 0/0 de goudron sur des plaques de fonte chauffées à 80**. On tasse et on bat ce mélange dans des moules en fonte, que Ton ferme ensuite avec un couvercle maintenu par des frettes On introduit ces moules dans un four à réverbère chauffé au rouge : le goudron se volatilise et brûle autour des joints des moules. Lorsqu'il est entièrement éliminé, le moule commence à rougir. On le retire immédiatement, on le laisse refroidir et on démoule. Il faut 5 à 6 heures de cuisson. L'emploi des moules en fonte augmente de 5 à 6 fr. par tonne le prix de fabrication des briques.

Ces briques sont très réfractaires ; elles n^exercent et ne subissent à peu près aucune action chimique au contact des métaux ou des scories. Elles conviennent très bien pour les fours où Ton veut fondre ou réduire à haute température des métaux réfractaires, comme les alliages riches de manganèse, de chrome ou de tungstène, pour les creusets des hauts fourneaux, où Ton marche en allure très chaude. — Le graphite sert aussi à fabriquer des creusets de fusion et des cornues.

On peut remplacer le graphite par des poussiers d'anthracites purs.

i 3. « MATÉRIAUX NATURELS

seo. Pierres sllleevseii. — On emploie parfois dans les fours certaines pierres infusibles, surtout dans les parties où il y a intérêt à ne pas multiplier les joints. Les grès siliceux, lea poudingues, sont très réfractaires lorsque leur ciment ne contient pas trop de bases. On s'en servait autrefois pour les creusets de hauts fourneaux. Ils ont Tinconvénient de se tailler mal et de donner des joints trop larges : du reste leur richesse en silice ne leur permet pas de résister à Faction chimique de certaines scories. On leur préfère les grosses briques, depuis qu'on sait mieux les fabriquer. La gaize. qui contient plus de 70 0/0 de silice amorphe, est facile à tailler et très réfractaire quand elle ne contient pas de grains de chlorite. Dans ce cas, il faot la broyer et la laver pour séparer la chlorite ; elle ne peut donc plus servir que comme sable. .

361. Pierreii ealeairiNi. — La chaux et la magnésie sont lés corps les moins fusibles, et pourraient rendre de grands services. La chaux sert à faire les fours â fondre le platine, c'està-dire ceux où se produisent les températures les plus élevées qu'on réalise dans l'industrie. On a parfois fait des creusets de hauts fourneaux en pierres de taille calcaires : elles se cuisent sur place et tiennent bien tant que le four est en feu, mais lorsqu'on arrête, elles se délitent sous Taction de l'humidité. La ma gnésic tient mieux, mais elle est trop rare. On utilise encore parfois les silicates de magnésie naturels, les stéatitcs et les serpentines, qui se taillent facilement.

ses.Fereliroiné. — On emploie dans certains cas, sous forme de bloc, le fer chromé, qui rendrait de grands services s'il était moins cher. Il constitue un garnissage très réfractaire, et à peu près neutre. Il est tout à fait infusible ; il ne s'attaque que sous une action réductrice très énergique ou par oxydation en présence des alcalis qui le transforme en chromâtes : la chaux détermine aussi son oxydation, mais sans le rendre fusible, de sorte que l'action reste superficielle. — On peut faire les soles

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des fours de fusion de Tacier avec des blocs de fer chromé, cimenté par un coulis de fer chromé en poudre malaxé avec un peu de chaux et de goudron : ce coulis adhère bien aux blocs et se prend en masse par suite de l'attaque légère que produit la chaux. Ces soles permettent de faire les opérations où les soles en silice sont nuisibles : elles remplaceraient peut-être avec avantage les soles en brasques usitées pour les fours à cuivre, à plomb, etc.