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WO2014091269A1 - Matériau réfractaire en contact avec un élément métallique revêtu - Google Patents

Matériau réfractaire en contact avec un élément métallique revêtu Download PDF

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WO2014091269A1
WO2014091269A1 PCT/IB2012/002701 IB2012002701W WO2014091269A1 WO 2014091269 A1 WO2014091269 A1 WO 2014091269A1 IB 2012002701 W IB2012002701 W IB 2012002701W WO 2014091269 A1 WO2014091269 A1 WO 2014091269A1
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refractory material
refractory
lining
copper
material according
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Ceased
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PCT/IB2012/002701
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English (en)
Inventor
Christophe PERROT
Jean-Louis GUICHARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ArcelorMittal Investigacion y Desarrollo SL
ICAR SA
Original Assignee
ArcelorMittal Investigacion y Desarrollo SL
ICAR SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04—Supports for linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/12—Shells or casings; Supports therefor
    • F27B1/14—Arrangements of linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05001—Preventing corrosion by using special lining materials or other techniques

Definitions

  • the invention mainly relates to a refractory material in contact with a coated metal element.
  • the invention also relates to a lining made of such a refractory material and to installations that may include such a lining.
  • the invention finally relates to the use of a coating on a metal element to prevent carbon deposition under certain conditions
  • Refractory materials are mainly high temperature resistant materials.
  • refractory materials can be shaped, they are then for example in the form of bricks, or unshaped, in the form of concrete.
  • bricks and / or concretes made of refractory materials for environments subjected to high thermal stresses such as boilers or furnaces, but also for environments subjected to both high temperatures and attacks, is known.
  • a reactor or a blast furnace tank for environments subjected to both high temperatures and attacks.
  • the bricks and / or concretes made of refractory materials constitute the inner wall of the blast furnace tank.
  • the concrete is most often maintained to an existing metal structure by means of metal parts contained in the thickness of the refractory forming metal anchor elements.
  • the metal anchors are attached to the existing metal structure and the concrete is poured or projected around these metal anchors.
  • the metal anchoring elements are totally embedded in the refractory material, but it may happen that the relative conformations of the anchoring element and the refractory material cause the part of the metallic anchoring element to protrude beyond the refractory material.
  • refractory bricks, concrete or any other refractory material in contact with or enclosing a metal element
  • the metallic anchoring elements can react with the gaseous environment because of the intrinsic porosity of the refractories or the presence of cracks, which leads to physico-chemical interactions between the metal elements and the surrounding atmosphere.
  • the metal anchors usually used are made of steel, and more particularly stainless steel refractory.
  • the gaseous environment is a gaseous atmosphere favoring the deposition of carbon on the metallic elements which is particularly the case when the gaseous atmosphere contains carbon monoxide, a mixture of carbon monoxide and hydrogen, methane, gaseous hydrocarbons, etc.
  • a carbon deposit on the metallic elements is generated at the thermodynamic equilibrium, but also out of thermodynamic equilibrium when the individual reactions allow this deposit of carbon.
  • This carbon deposit generates mechanical stresses on the surrounding environment in contact with the metal element.
  • the mechanical stresses caused by the deposition of carbon on the metallic element can lead to the rupture of the refractory whose consequences can be the destruction of the furnace or reactor.
  • the invention relates to a refractory material in contact with at least one metal element on which carbon deposition is limited,
  • the invention also relates to a lining made from such a refractory material.
  • the present invention essentially relates to a refractory material in contact with at least one metal element coated with pure copper or a copper alloy.
  • the metal element is a metal anchoring element which ensures the maintenance of said refractory material to a metal structure.
  • the metal element is optionally refractory steel and / or stainless, coated with pure copper or a copper alloy.
  • the coating of pure copper or copper alloy of the metallic element can be achieved by electrolytic deposition.
  • the thickness of the pure copper or copper alloy coating is advantageously greater than or equal to 1 ⁇ m.
  • the invention also relates to a lining made of refractory materials in contact with metallic elements coated with pure copper or a copper alloy.
  • the invention also relates to a blast furnace comprising a lining of refractory materials in contact with metallic elements coated with pure copper or a copper alloy.
  • the invention also relates to gas transport pipes comprising a lining of refractory materials in contact with metallic elements coated with pure copper or a copper alloy.
  • the invention also relates to a heat treatment furnace comprising a lining of refractory materials in contact with metal elements coated with pure copper or a copper alloy.
  • the invention also relates to a hydrogen reactor comprising a lining of refractory materials in contact with metallic elements coated with pure copper or a copper alloy.
  • the invention also relates to the use of a coating of copper or copper alloy to prevent carbon deposition on a metal element subjected to a carbon-containing atmosphere or a carbon compound in the gaseous state.
  • the temperature of said atmosphere can be between 400 and 1000
  • the said atmosphere may contain more than 5% by volume of carbon monoxide and dihydrogen, or possibly more than 50% by volume of carbon monoxide in the presence or absence of dihydrogen.
  • the refractory materials of the invention are used for producing the walls of a blast furnace tank, for the lining of the walls of the hot reducing gas transport pipes in the field of iron and steel industry, for various accessories relating to these pipes.
  • valves for lining the walls of the storage heat exchangers otherwise known as "cowpers", in the carbon monoxide supply ducts of a carbon monoxide boiler, in the catalytic cracking furnaces, in the regenerators, in particular reactors such as hydrogen reactors, in flash chambers, in reducing atmosphere incinerators, in biomass gasification plants, in fuel-fired heat treatment furnaces, or in reactors for synthesis ferroalloys.
  • FIG. 1 is a diagrammatic front view of a metal element used in the prior art and of a metallic element used in the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation in perspective and in elevation of the refractory according to FIG. invention during an intermediate casting step of the refractory material
  • FIG. 3 is a photograph of the slice respectively of a refractory of the prior art and of a refractory according to the invention after exposure to an atmosphere favoring the deposition of carbon.
  • a first anchoring element 1 has been tested. It is a series of steel discs glued to each other at their outer edges to form a longitudinal series of five discs.
  • This first anchoring element is made of low carbon steel, that is to say comprising less than 0.3% of carbon.
  • each metal disk is of low carbon steel of the same type as that used for the first anchoring element 1, coated with a copper layer whose thickness is between 1 and 5 microns.
  • the refractory concrete used to make the refractory is a concrete marketed under the name Gopelit 155 ZJ.
  • the refractories are produced by casting the aforementioned concrete 5 in a suitable mold 6.
  • the anchoring element in question 2 is positioned in the mold 6 during casting so as to be embedded in the refractory material .
  • each refractory containing respectively the first steel anchor element 1 and the second copper-coated steel anchor element 2.
  • the two refractories are demolded and subjected to a temperature of 500 ° C in a gaseous atmosphere comprising at least 95% carbon monoxide for 100 hours.
  • both refractories are removed from the oven.
  • the refractory 7 enclosing the second copper-clad steel anchor 2 is intact.
  • the refractory 9 enclosing the first steel anchoring element 1 according to the prior art has a fracture 10 throughout. Furthermore, a large carbon deposit is observed on the first anchoring element 1.
  • the anchoring element may take any suitable shape and the copper coating may be made of pure copper or a copper alloy.
  • the copper alloy is an alloy composed mainly of copper and not containing, except in the form of unavoidable impurities during production, metal catalysts of the Boudouard reaction, such as iron, cobalt or nickel.
  • the copper or copper alloy may be deposited on the metal element by electrolytic deposition or any other suitable method.
  • the metal anchoring element may be made of an optionally refractory or stainless steel.
  • the steel used will be a low carbon steel having good mechanical strength, less expensive than a refractory or stainless steel.
  • the refractories of the invention can thus be used for any installation subjected to an atmosphere favoring the deposition of carbon by constituting in particular the walls of a furnace or a reactor for which the atmosphere contains for example more than 50% by volume of carbon and whose temperature is between 400 and 1000 ° C, the latter temperature being close to the melting temperature of copper.
  • these refractories can be used for producing the walls of the tank of a blast furnace, for the lining of the walls of hot gas reductant conveying lines in the field of iron and steel, for various accessories related to these pipes such as valves, or for the lining of the walls of the storage heat exchangers otherwise called "cowpers".
  • refractories can also be used in carbon monoxide boiler carbon monoxide feed pipes, in catalytic cracking furnaces, in regenerators, in particular reactors (with hydrogen for example), in the chamber in reducing-atmosphere incinerators, in biomass gasification plants, in fuel-fired heat treatment furnaces, or in reactors for the synthesis of ferro-alloys.
  • the lifetime of the refractories of the invention is increased by the use of the copper-coated metal element or a copper alloy, so that the productivity is thus significantly increased, the installation having to be less frequently stopped to replace the refractories.

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Abstract

L'invention concerne principalement un matériau réfractaire en contact avec un élément métallique (2) revêtu. L'invention porte également sur un garnissage réalisé dans un tel matériau réfractaire et sur les installations pouvant inclure un tel garnissage. L'invention porte enfin sur l'utilisation d'un revêtement sur un élément métallique (2) pour éviter le dépôt de carbone sous certaines conditions. L'élément métallique (2) peut être un élément d'ancrage métallique qui assure le maintien du dit garnissage de matériau réfractaire à une structure métallique. Enfin, l'invention porte sur différentes applications possibles d'un tel matériau réfractaire.

Description

Matériau réfractaire en contact avec un élément métallique revêtu
L'invention concerne principalement un matériau réfractaire en contact avec un élément métallique revêtu.
L'invention porte également sur un garnissage réalisé dans un tel matériau réfractaire et sur les installations pouvant inclure un tel garnissage.
L'invention porte enfin sur l'utilisation d'un revêtement sur un élément métallique pour éviter le dépôt de carbone sous certaines conditions,
Les matériaux réfractaires désignent principalement des matériaux résistant aux hautes températures.
Ces matériaux réfractaires peuvent être façonnés, ils se présentent alors par exemple sous forme de briques, ou non façonnés, sous forme de béton.
On connaît ainsi l'utilisation de briques et/ou de bétons en matériaux réfractaires pour des milieux soumis à des sollicitations thermiques élevées tels que des chaudières ou des fours, mais également pour des milieux soumis à la fois à des températures élevées et à des attaques chimiques tels qu'un réacteur ou une cuve de haut-fourneau. Dans cette dernière application, les briques et/ou les bétons en matériaux réfractaires constituent la paroi interne de la cuve du haut-fourneau.
Dans le cas de l'utilisation de béton en matériau réfractaire pour réaliser la paroi interne de la cuve d'un haut-fourneau, le béton est le plus souvent maintenu à une structure métallique existante au moyen de pièces métalliques contenues dans l'épaisseur du réfractaire formant des éléments d'ancrages métalliques. Dans cette configuration, les ancrages métalliques sont fixés à la structure métallique existante et le béton est coulé ou projeté autour de ces ancrages métalliques.
Dans le cas de l'utilisation de briques, un perçage de la taille de l'ancrage métallique est réalisé dans la brique, puis l'ancrage est mis en place dans la brique. Du ciment est ensuite appliqué dans le perçage pour assurer la tenue de l'élément d'ancrage métallique à la brique.
En général, les éléments d'ancrage métalliques sont totalement noyés dans le matériau réfractaire, mais il peut arriver que les conformations relatives de l'élément d'ancrage et du matériau réfractaire engendrent le dépassement d'une partie de l'élément d'ancrage métallique hors du matériau réfractaire.
Dans la suite du texte, les briques, les bétons ou tout autre matériau réfractaire en contact avec ou renfermant un élément métallique seront désignés sous le terme de réfractaire.
Bien que contenus dans le réfractaire, les éléments d'ancrage métalliques peuvent réagir avec l'environnement gazeux en raison de la porosité intrinsèque des réfractaires ou de la présence de fissures, ce qui entraîne des interactions physico-chimiques entre les éléments métalliques et l'atmosphère environnante.
Les éléments d'ancrage métalliques habituellement utilisés sont en acier, et plus particulièrement en acier réfractaire inoxydable.
Lorsque l'environnement gazeux est une atmosphère gazeuse favorisant le dépôt de carbone sur les éléments métalliques ce qui est notamment le cas lorsque l'atmosphère gazeuse contient du monoxyde de carbone, un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène, du méthane, des hydrocarbures gazeux, etc. , un dépôt de carbone sur les éléments métalliques est généré à l'équilibre thermodynamique, mais également hors équilibre thermodynamique lorsque les réactions individuelles permettent ce dépôt de carbone. Ces phénomènes sont notamment évoqués dans la publication Catalytic Effect of Iron on Décomposition of Carbon Monoxide : I. Carbon Déposition in H2-CO Mixtures, Metallurgical Transactions - Vol 5, Janvier 1974, 11-19.
Ce dépôt de carbone engendre des contraintes mécaniques sur le milieu environnant en contact avec l'élément métallique. Dans le cas d'un matériau réfractaire renfermant ou étant en contact avec un élément d'ancrage métallique, les contraintes mécaniques provoquées par le dépôt de carbone sur l'élément métallique peuvent conduire à la rupture du réfractaire dont les conséquences peuvent être la destruction du four ou du réacteur.
Ce phénomène a notamment été observé lorsque l'atmosphère environnante contient du monoxyde de carbone et que la température est comprise entre 400 et 1000 °C. Il peut également être observé en présence d'éléments catalyseurs tels que le Fer, le cobalt ou le nickel ou dans des atmosphères contenant du monoxyde carbone et du dihydrogène. Selon la nature des éléments métalliques d'ancrage, le dépôt de carbone peut aussi entraîner une fragilisation des ancrages eux-mêmes par le mécanisme dit de « corrosion sèche », ce qui accélère encore la dégradation du réfractaire.
Par ailleurs, le dépôt de carbone observé sur les éléments métalliques qui sont directement en contact avec une atmosphère favorisant ce dépôt de carbone entraîne souvent un encrassement progressif du système par l'accumulation de suies.
Dans ce contexte, l'invention vise un matériau réfractaire en contact avec au moins un élément métallique sur lequel le dépôt de carbone est limité,
L'invention vise également un garnissage réalisé à partir d'un tel matériau réfractaire.
A cet effet, la présente invention porte essentiellement sur un matériau réfractaire en contact avec au moins un élément métallique revêtu de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
Avantageusement, l'élément métallique est un élément d'ancrage métallique qui assure le maintien du dit matériau réfractaire à une structure métallique.
L'élément métallique est en acier éventuellement réfractaire et/ou inoxydable, revêtu de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
Le revêtement de cuivre pur ou d'alliage de cuivre de l'élément métallique peut être réalisé par dépôt électrolytique.
L'épaisseur du revêtement de cuivre pur ou d'alliage de cuivre est avantageusement supérieure ou égale à 1 pm.
L'invention porte également sur un garnissage constitué de matériaux réfractaires en contact avec des éléments métalliques revêtus de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
L'invention porte également sur un haut fourneau comprenant un garnissage de matériaux réfractaires en contact avec des éléments métalliques revêtus de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
L'invention porte également sur des conduites de transport de gaz comprenant un garnissage de matériaux réfractaires en contact avec des éléments métalliques revêtus de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
L'invention porte également sur un four de traitement thermique comprenant un garnissage de matériaux réfractaires en contact avec des éléments métalliques revêtus de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre. L'invention porte également sur un réacteur à hydrogène comprenant un garnissage de matériaux réfractaires en contact avec des éléments métalliques revêtus de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
L'invention porte également sur l'utilisation d'un revêtement de cuivre ou d'alliage de cuivre pour éviter un dépôt de carbone sur un élément métallique soumis à une atmosphère contenant du carbone ou un composé du carbone à l'état gazeux.
La température de ladite atmosphère peut être comprise entre 400 et 1000
°C.
La dite atmosphère peut contenir plus de 5% en volume de monoxyde de carbone et du dihydrogène, ou éventuellement plus de 50% en volume de monoxyde carbone en présence ou non de dihydrogène.
Avantageusement, les matériaux réfractaires de l'invention sont utilisés pour réaliser les parois d'une cuve de haut fourneau, pour le garnissage des parois des conduites de transport de gaz réducteur chaud dans le domaine de la sidérurgie, pour différents accessoires afférents à ces conduites tels que des vannes, pour le garnissage des parois des échangeurs de chaleur à accumulation autrement dénommés « cowpers », dans les gaines d'amenée du monoxyde de carbone d'une chaudière au monoxyde de carbone, dans les fours à cracking catalytique, dans les régénérateurs, dans les réacteurs particuliers tels que des réacteurs à hydrogène, dans les chambre de détente, dans les incinérateurs sous atmosphère réductrice, dans des installations de gazéification biomasse, dans des fours de traitements thermiques à atmosphère carburante, ou dans des réacteurs pour la synthèse de ferro-alliages.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique de face d'un élément métallique utilisé l'art antérieur et d'un élément métallique utilisé dans l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique en perspective et en élévation du réfractaire selon l'invention lors d'une étape intermédiaire de coulage du matériau réfractaire, et - la figure 3 est une photographie de la tranche respectivement d'un réfractaire de l'art antérieur et d'un réfractaire selon l'invention après exposition à une atmosphère favorisant le dépôt de carbone.
La description qui suit présente de manière non limitative deux tests conduits pour appréhender la résistance des éléments réfractaires soumis à une atmosphère favorisant le dépôt de carbone selon la nature des éléments d'ancrage métalliques.
En référence à la figure 1 , un premier élément d'ancrage 1 a été testé. Il s'agit d'une série de disques en acier collés les uns aux autres au niveau de leurs bords extérieurs de façon à former une série longitudinale de cinq disques. Ce premier élément d'ancrage est en acier bas carbone, c'est-à-dire comprenant moins de 0.3% de carbone.
En référence également à la figure 1 , le deuxième élément d'ancrage 2 testé est également une série de disques métalliques collés les uns aux autres au niveau de leurs bords extérieurs. Selon l'invention, chaque disque métallique est en acier bas carbone de même type que celui utilisé pour le premier élément d'ancrage 1 , revêtu d'une couche de cuivre dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 5 micromètres.
Le béton réfractaire utilisé pour réaliser le réfractaire est un béton commercialisé sous l'appellation Gopelit 155 ZJ.
En référence à la figure 2, les réfractaires sont réalisés par coulage du béton précité 5 dans un moule adapté 6. L'élément d'ancrage concerné 2 est positionné dans le moule 6 au cours du coulage de façon à être noyé dans le matériau réfractaire.
Deux réfractaires sont ainsi réalisés, chaque réfractaire renfermant respectivement le premier élément d'ancrage en acier 1 et le second élément d'ancrage en acier revêtu de cuivre 2.
Après séchage, les deux réfractaires sont démoulés et soumis à une température de 500 °C dans une atmosphère gazeuse comportant au moins 95% de monoxyde de carbone pendant 100 heures.
Après refroidissement, les deux réfractaires sont sortis du four.
En référence à la figure 3, le réfractaire 7 renfermant le second élément d'ancrage en acier revêtu de cuivre 2 est intact. En revanche, le réfractaire 9 renfermant le premier élément d'ancrage en acier 1 selon l'art antérieur présente de part en part une fracture 10. Par ailleurs, un important dépôt de carbone est constaté sur le premier élément d'ancrage 1.
Ces tests mettent en évidence que l'utilisation d'un élément métallique soumis à une atmosphère favorisant le dépôt de carbone permet d'éviter la génération des contraintes mécaniques sur le réfractaire et ainsi éviter sa dégradation.
Ces tests mettent également en évidence que l'utilisation du cuivre comme matériau de revêtement d'un élément d'ancrage métallique contenu dans un matériau réfractaire qui est soumis à une atmosphère favorisant le dépôt de carbone et à une température de l'ordre de 400 à 1000 °C, permet de conserver l'intégrité du réfractaire.
En variante non décrite, l'élément d'ancrage peut prendre toute forme adaptée et le revêtement de cuivre peut être fait de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre. L'alliage de cuivre est un alliage composé majoritairement de cuivre et ne contenant pas, sauf sous forme d'impuretés inévitables lors de la production, de métaux catalyseurs de la réaction de Boudouard, comme par exemple le fer, le cobalt ou le nickel.
Le cuivre ou l'alliage de cuivre peut être déposé sur l'élément métallique par dépôt électrolytique ou toute autre méthode adaptée.
L'élément d'ancrage métallique peut être réalisé en un acier éventuellement réfractaire ou inoxydable. Avantageusement et grâce au revêtement de cuivre de l'invention, l'acier utilisé sera un acier bas carbone présentant une bonne résistance mécanique, moins coûteux qu'un acier réfractaire ou inoxydable.
Les réfractaires de l'invention peuvent ainsi être utilisés pour toute installation soumise à une atmosphère favorisant le dépôt de carbone en constituant notamment les parois d'un four ou d'un réacteur pour lesquels l'atmosphère contient par exemple plus de 50% en volume de carbone et dont la température est comprise entre 400 et 1000 °C, cette dernière température étant proche de la température de fusion du cuivre.
Les applications sont ainsi nombreuses, on citera notamment les industries dans le domaine de la sidérurgie, la pétrochimie, le raffinage, l'énergie, la métallurgie des non ferreux ou la cimenterie. Plus particulièrement, ces réfractaires peuvent être utilisés pour réaliser les parois de la cuve d'un haut fourneau, pour le garnissage des parois des conduites de transport de gaz réducteur chaud dans le domaine de la sidérurgie, pour différents accessoires afférents à ces conduites tels que des vannes, ou encore pour le garnissage des parois des échangeurs de chaleur à accumulation autrement dénommés « cowpers ».
Ces réfractaires peuvent être également utilisés dans les gaines d'amenée du monoxyde de carbone d'une chaudière au monoxyde de carbone, dans les fours à cracking catalytique, dans les régénérateurs, dans les réacteurs particuliers (à hydrogène par exemple), dans les chambre de détente, dans les incinérateurs sous atmosphère réductrice, dans des installations de gazéification biomasse, dans des fours de traitements thermiques à atmosphère carburante, ou encore dans des réacteurs pour la synthèse de ferro-al liages.
Enfin, la durée de vie des réfractaires de l'invention est augmentée par l'utilisation de l'élément métallique revêtu de cuivre ou d'un alliage de cuivre, de sorte que la productivité est ainsi significativement augmentée, l'installation devant être moins fréquemment arrêtée pour procéder au remplacement des réfractaires.

Claims

REVENDICATIONS
5 1. Matériau réfractaire en contact avec au moins un élément métallique (2) comportant un revêtement en cuivre pur ou en alliage de cuivre.
2. Matériau réfractaire selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément métallique (2) est un élément d'ancrage métallique qui assure le î o maintien du dit matériau réfractaire à une structure métallique.
3. Matériau réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément métallique (2) est en acier éventuellement réfractaire et/ou inoxydable, revêtu de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre.
15
4. Matériau réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement de cuivre pur ou d'alliage de cuivre de l'élément métallique (2) est réalisé par dépôt électrolytique. 0
5. Matériau réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement de cuivre pur ou d'alliage de cuivre est supérieure ou égale à 1 μιτι.
6. Garnissage réalisé dans un matériau réfractaire selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 5.
7. Haut fourneau comprenant un garnissage en matériau réfractaire selon la revendication 6. 0
8. Conduites de transport de gaz comprenant un garnissage en matériau réfractaire selon la revendication 6.
9. Four de traitement thermique comprenant un garnissage en matériau réfractaire selon la revendication 6.
10. Réacteur à hydrogène comprenant un garnissage en matériau réfractaire selon la revendication 6.
11. Utilisation d'un revêtement de cuivre ou d'alliage de cuivre pour éviter un dépôt de carbone sur un élément métallique soumis à une atmosphère contenant du carbone ou un composé du carbone à l'état gazeux.
12. Utilisation selon la revendication 11 d'un élément métallique revêtu de cuivre pur ou d'un alliage de cuivre pour résister à une atmosphère contenant du carbone ou un composé du carbone à l'état gazeux dont la température est comprise entre 400 et 1000 °C.
13. Utilisation selon la revendication 12 dans laquelle ladite atmosphère contient du dihydrogène et plus de 5% en volume de monoxyde de carbone.
14. Utilisation selon la revendication 12 dans laquelle ladite atmosphère contient plus de 50% en volume de monoxyde de carbone.
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