Étude des comportements thermochimiques et thermomécaniques de céramiques réfractaires employées en rigole principale de haut fourneau, vers le développement de solutions innovantes
Les bétons réfractaires Al2O3-SiC-C employés pour le revêtement de rigoles principales de haut fourneau sont exposés à l'écoulement de la fonte et du laitier à des températures avoisinant 1500 ů. Les conditions d'opération sévères qu'ils rencontrent induisent une consommation du réfra...
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| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Thèse numérique |
| Sprache: | Français |
| Veröffentlicht: |
2023.
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| Schlagworte: | |
| Anmerkung: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Nicolas Schmitt (Président du jury) ; Jacques Poirier, Eric Henri Blond, Nicolas Tessier-Doyen (Membre(s) du jury) ; Carine Petitjean, François Valdivieso (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Study of thermo-chemical and thermo-mechanical behaviors of refractory ceramics used in blast furnace main trough, toward the development of innovative solutions |
| Zusammenfassung: | Les bétons réfractaires Al2O3-SiC-C employés pour le revêtement de rigoles principales de haut fourneau sont exposés à l'écoulement de la fonte et du laitier à des températures avoisinant 1500 ů. Les conditions d'opération sévères qu'ils rencontrent induisent une consommation du réfractaire. Ce travail est une contribution à une meilleure connaissance des bétons et de leurs comportements en température, afin d'améliorer leur performance face à la fonte et au laitier. Tout d'abord, une analyse de bétons préparés à l'échelle du laboratoire a été réalisée, afin d'établir la microstructure et les propriétés du béton sain. Une étude des matières premières et en particulier du SiC et de son oxydation a également été menée. Elle a permis de définir les caractéristiques influençant l'oxydation passive du SiC et ainsi d'identifier les paramètres de sélection des matières premières. Dans un deuxième temps, une analyse a été menée sur des échantillons post mortem prélevés sur site industriel à l'issue de deux campagnes aux niveaux des interfaces critiques. Les éléments observés associés à des calculs thermodynamiques ont permis d'établir un mécanisme de dégradation du béton en service. Ils ont mis en évidence un endommagement impliquant l'imprégnation et l'infiltration des liquides au sein des bétons Al2O3-SiC-C, conduisant à une dissolution des composants du réfractaire. Cette expertise a souligné le rôle des caractéristiques initiales du béton. Un suivi par émission acoustique des événements intervenant au sein du béton, de sa prise jusqu'à la cuisson à 1500 ů a finalement été réalisé, afin d'identifier les voies d'amélioration du produit. Al2O3-SiC-C refractory castables used for the lining of blast furnace main iron troughs are exposed to the flow of pig iron and slag at temperatures around 1500 ů. The severe operating conditions they encounter induce refractory consumption. This work is a contribution to a better knowledge of the castables and their behavior in temperature, in order to improve their performance in contact with pig iron and slag.First, an analysis of castables prepared at the laboratory scale was carried out in order to establish the microstructure and the properties of sound castable. A study of the raw materials and in particular of SiC and its oxidation was also carried out. It allowed to define the material characteristics influencing the passive oxidation of SiC and thus to identify the selection parameters of the raw materials.Then, post mortem samples taken on industrial site at the end of two campaigns at the levels of the critical interfaces were analyzed. The observations associated with thermodynamic calculations allowed to establish a degradation mechanism of the castable in service. They highlighted a damage involving the impregnation and the infiltration of liquids within the Al2O3-SiC-C castables, leading to the dissolution of the refractory components. This expertise underlined the role of the initial characteristics of the castable. A monitoring by acoustic emission of the events occurring within the castable, from its setting to the firing at 1500 ů was thus carried out in order to identify the ways of improvement of the product. |
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| Beschreibung: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Nicolas Schmitt (Président du jury) ; Jacques Poirier, Eric Henri Blond, Nicolas Tessier-Doyen (Membre(s) du jury) ; Carine Petitjean, François Valdivieso (Rapporteur(s)) |
| Zugangseinschränkungen: | Thèse confidentielle jusqu'au 11 juillet 2028 |