MATERIAL REFRACTARIO MONOLITICO AISLANTE.(ES2077879)

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 077 879
kInt. Cl. : C04B 35/66
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
B32B 18/00
F27D 1/00
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 92100492.5
kFecha de presentación : 14.01.92
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 496 251
kFecha de publicación de la solicitud: 29.07.92
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54 Tı́tulo: Material refractario monolı́tico aislante.
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73 Titular/es: Vesuvius France S.A.
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72 Inventor/es: Bouchemousse, Jean Luc
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74 Agente: Gómez-Acebo Pombo, J. Miguel
30 Prioridad: 17.01.91 FR 9100656
68, rue Paul Deudon,
B.P. 19
F-59750 Feignies, FR
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.12.95
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
01.12.95
Aviso:
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
Material refractario monolı́tico aislante
La invención se refiere a un material refractario aislante, en particular para la fabricación
de artı́culos de utilidad en la transferencia de un
metal fundido, tales como conductos, canalizos de
alimentación o cucharas.
Más concretamente, la invención se refiere a
un material refractario monolı́tico constituido por
al menos una primera capa de un material refractario denso y por una segunda capa de un material espumado refractario unida a dicha al menos primera capa de material refractario denso.
Para aplicaciones de este tipo, la conductibilidad
térmica del material constituye un factor primordial.
En efecto, a fin de compensar las pérdidas de
calor, el metal debe calentarse a una temperatura
superior a la necesaria para su ulterior utilización
o bien mantenerse a la temperatura de utilización
suministrando calor de modo que el metal llegue a
su destino a la temperatura deseada. Para reducir
las pérdidas de calor, los elementos de transferencia utilizados actualmente, tal como los canalizos
de colada, están doblados exteriormente con una
capa aislante.
El documento FR-A-1.582.587 describe un
método para formar un revestimiento refractario
utilizando una masa de base refractaria que contiene agua evaporada y una capa de revestimiento
que consta de una masa refractaria que posee una
porosidad considerable.
El documento EP-A-0.190.098 describe un
revestimiento aislante lateral de un horno de
cámaras que comprende al menos una capa de
ladrillos de chamota, ladrillos espumados refractarios aislantes y ladrillos de material refractario
aislante o de silicato cálcico.
El documento FR-A-2.296.485 describe un revestimiento de un receptáculo que comprende una
primera capa protectora de ladrillos de chamota,
una segunda capa de ladrillos altamente aislantes
fijados sobre la primera capa, una tercera capa
protectora de ladrillos de chamota y una cuarta
capa protectora. Los receptáculos y los canalizos
utilizados actualmente pueden estar fabricados de
sı́lice fundida. Este material ofrece numerosas
ventajas. En particular, es quı́micamente inerte
respecto a numerosos metales lı́quidos, tales como
aluminio, cobre, acero, zinc y sus aleaciones. Su
no humectabilidad también hace posible evitar las
operaciones de revestimiento o de preparación que
deben proporcionarse en el caso de la mayorı́a de
los demás materiales. Su bajo coeficiente de expansión térmica también le otorga a la sı́lice una
resistencia excelente a los choques térmicos. Su
excelente cohesión impide la disgregación de las
partı́culas de superficie por la erosión debida al
metal lı́quido. No obstante, un material refractario tal como sı́lice tiene un coeficiente relativamente alto de conductividad térmica, es decir, 0,7
W/m.K aproximadamente a una temperatura de
700◦C.
La presente invención se refiere a un material
compuesto monolı́tico y refractario que retiene las
ventajas anteriores al tiempo que proporciona una
mejora en el aislamiento térmico. El material re2
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fractario de la invención está caracterizado porque el material de dicha primera capa y/o el material de dicha segunda capa de material refractario
espumado están basados en sı́lice vı́trea.
Según una modalidad particular, el material
compuesto monolı́tico de la invención está compuesto de dos capas exteriores de un primer material denso, y de una capa de material refractario celular insertada entre las capas exteriores y
unida a cada una de estas capas exteriores. Convenientemente, el material de la capa exterior y/o
de la capa de material espumado puede tener una
carga que contiene al menos un material auxiliar elegido del grupo consistente en tierras refractarias, óxidos metálicos y compuestos de óxidos,
carburos, boruros, oxinitruros de silicio, sialones
y los productos de descomposición térmica de carbosilanos. El material de la capa exterior y/o el
material de la capa de material celular está basado en sı́lice vı́trea.
La invención también se refiere a un proceso
para preparar un material compuesto refractario
monolı́tico aislante, caracterizado porque se llena
un molde con pasta lı́quida destinada a obtener
un material denso; la pasta lı́quida se deja endurecer durante un cierto tiempo; la pasta que
aún está lı́quida en la parte central se elimina
vertiéndola fuera del molde; y el molde se rellena
con la espuma para constituir un macho.
Finalmente, la invención se refiere a un artı́culo fabricado de material refractario, caracterizado
porque dicho material refractario es el material
compuesto monolı́tico descrito anteriormente.
Otras caracterı́sticas y ventajas de la invención surgirán a partir de la lectura de la siguiente descripción, con referencia a las figuras adjuntas, de una modalidad proporcionada a
modo de ilustración.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
de un fragmento del material según la invención;
y
La Figura 2 es una vista en sección transversal
de un canalizo de colada fabricado de un material
según la invención.
La Figura 1 es una vista en sección transversal de un material refractario aislante según la
invención. Este material está compuesto de una
capa exterior 1 de un material refractario denso,
otra capa 2 de este mismo material refractario
denso basado en sı́lice vı́trea, capaz de contener
una carga que tiene al menos un material auxiliar elegido del grupo consistente en tierras refractarias, óxidos metálicos y compuestos de óxidos,
carburos, boruros, oxinitruros de silicio, sialones
y los productos de descomposición térmica de carbosilanos. Una capa 3 está situada entre las capas 1 y 2; es generalmente más gruesa, del mismo
material refractario o de otro diferente, pero convertida en aislante por el proceso de espumado.
Esta espuma se obtiene por cualquier proceso adecuado, por ejemplo incorporando un agente espumante en la pasta lı́quida basada en polvo del
material refractario básico. Esta capa de espuma
es mucho más aislante que el material refractario
denso debido al aire encerrado en ella.
Por ejemplo, en el caso de sı́lice, la conductividad del material denso es de 0,7 W/m.K a 700◦ C,
mientras que la conductividad de la espuma es
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inferior a 0,2 W/m.K a 700◦C. La conductividad
total del material compuesto de la invención depende naturalmente del respectivo espesor de las
capas densas 1 y 2 y de la capa de espuma 3.
Cuanto mayor sea el espesor de la espuma en proporción al espesor total, menor será la conductividad térmica.
A modo de ejemplo, se produce un material
compuesto refractario de sı́lice vı́trea; este material tiene un coeficiente de 0,25 W/m.K aproximadamente a 700◦ C, es decir, aproximadamente
3 veces más aislante que la sı́lice densa.
El material se obtiene preferentemente llenando un molde correspondiente al artı́culo con
una pasta lı́quida preparada del material denso y
dejando endurecer esta pasta lı́quida durante un
cierto perı́odo de tiempo. En las paredes interiores del molde se forma una capa sólida o al menos
pastosa, mientras que en la parte central permanece lı́quida. La pasta que permanece en forma
lı́quida se vierte fuera del molde. Posteriormente
se rellena el molde con la pasta celular para formar el macho de material compuesto. Debido a
que la parte densa no está aún dura, la unión se
efectúa entre las capas exteriores y el macho por
interpenetración de las capas densas 1 y 2 y el
macho.
Esto hace posible la obtención de un material
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compuesto monolı́tico.
La unidad entera se deja endurecer; posteriormente se saca del molde para obtener el artı́culo
en bruto, el cual se fritará por cocción.
La invención hace posible la obtención de
artı́culos de forma simple, tales como placas, cilindros o artı́culos complejos (canalizos).
El material tiene una superficie lisa que no se
desmenuza y resiste la corrosión y la erosión por
los metales.
Es particularmente aplicable para la producción de canalizos para utilizarlos en funderı́a.
También puede aplicarse a la producción de
artı́culos que requieren altas caracterı́sticas mecánicas en la superficie en asociación con un aislamiento térmico excelente, por ejemplo, artı́culos
conformados para revestir un horno de tratamiento calorı́fico.
A modo de ejemplo, la Figura 2 muestra una
sección transversal de un canalizo de colada para
fundir aluminio. Está compuesto de una capa exterior densa 1 de sı́lice vı́trea densa, que rodea
a una espuma de sı́lice 3 que constituye el aislamiento térmico. En la posición de utilización, el
canalizo está montado generalmente sobre una estructura metálica 4. Entre la estructura metálica
y el conducto está situada una capa de fibras
cerámicas 5.
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REIVINDICACIONES
1. Un material refractario monolı́tico compuesto de al menos una primera capa (1, 2) de un
material refractario denso y de una segunda capa
de un material espumado refractario (3) unida a
dicha al menos primera capa (1, 2) de material
refractario denso, caracterizado porque el material de dicha primera capa (1, 2) y/o el material
de dicha segunda capa de material refractario espumado (3) están basados en sı́lice vı́trea.
2. Un material monolı́tico refractario según
la reivindicación 1, caracterizado porque está
compuesto de dos capas exteriores (1, 2) de dicho primer material refractario denso, y de una
capa de material refractario espumado (3) de dicho segundo material refractario insertada entre
las capas exteriores (1) y (2) y unida a estas capas
de material denso.
3. Un material refractario monolı́tico según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el
material de la capa exterior (1, 2) y/o el mate-
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rial de la capa de material espumado (3) tienen
una carga que puede contener al menos un material auxiliar elegido del grupo consistente en tierras refractarias, óxidos metálicos y compuestos
de óxidos, carburos, boruros, oxinitruros de silicio, sialones y los productos de descomposición
térmica de los carbosilanos.
4. Un proceso para producir un material compuesto refractario monolı́tico aislante según la reivindicación 1, caracterizado porque se llena un
molde con una pasta lı́quida destinada a obtener
un material denso, porque esta pasta lı́quida se
deja endurecer durante un cierto tiempo, porque
la pasta que aún permanece lı́quida en la parte
central se elimina vertiéndola fuera del molde y
porque el molde se rellena con la espuma para
constituir el macho (3) del material.
5. Un artı́culo fabricado de material refractario, caracterizado porque dicho material es el
material según cualquiera de las reivindicaciones
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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