L’alumine blanche fondue (WFA), dont les propriétés réfractaires constituent un domaine d’application majeur qui exploite à l’extrême ses caractéristiques de base.
Propriétés réfractaires de l’alumine fondue blanche
L’alumine fondue blanche est une matière première de premier ordre dans les réfractaires haute performance en raison de sa combinaison unique de propriétés, toutes issues de sa grande pureté et de sa structure cristalline stable.
| Propriété | Description et justification | Avantage dans les réfractaires |
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| 1. Très haute pureté | La teneur en Al₂O₃ est généralement ≥ 99 % . Faibles teneurs en silice (SiO₂), en oxyde de fer (Fe₂O₃) et autres impuretés. | Haute réfractarité sous charge (RUL) : Les impuretés forment des verres à bas point de fusion qui se ramollissent à haute température. Leur grande pureté leur permet de résister à ce phénomène. Excellente résistance à la corrosion : Moins d’impuretés signifie moins de phases susceptibles d’être attaquées par les vapeurs de laitier, de métal ou d’alcali. |
| 2. Point de fusion extrêmement élevé | La phase α-Al₂O₃ pure a un point de fusion d’ environ 2050°C . | – Fournit la capacité fondamentale à haute température pour les revêtements dans des environnements thermiques sévères (par exemple, poches en acier, fours pétrochimiques). |
| 3. Excellente stabilité du volume et faible fluage | La structure cristalline stable présente un changement linéaire permanent minimal lors du réchauffage (PLC) et résiste à la déformation sous une charge constante à des températures élevées. | – Assure que le revêtement réfractaire conserve son intégrité structurelle et ne rétrécit pas, ne se fissure pas ou ne s’effondre pas pendant le service, ce qui conduit à une durée de vie de campagne plus longue. |
| 4. Dureté élevée et résistance à l’abrasion | Dureté Mohs de 9. | – Résiste à l’érosion causée par les charges solides, les gaz chargés de particules et les matériaux en fusion en mouvement (par exemple, les scories, le métal). |
| 5. Bonne résistance aux chocs thermiques | Bien qu’il ne soit pas aussi performant que certains matériaux à faible dilatation comme le carbure de silicium, sa dilatation thermique modérée et sa résistance élevée lui permettent de résister à un nombre raisonnable de cycles thermiques. | – Convient aux applications impliquant un fonctionnement intermittent ou des changements rapides de température, bien que cela soit souvent géré par la formulation réfractaire globale. |
| 6. Inertie chimique | Très résistant aux attaques des acides, des scories et des atmosphères oxydantes. | – Clé pour la résistance à la corrosion . Il est performant contre les scories acides et est souvent utilisé dans les zones à scories. (Remarque : il est moins résistant aux alcalis forts et aux atmosphères réductrices). |
Comment le WFA est utilisé dans les produits réfractaires
Le WFA n’est pas utilisé seul, mais comme granulat ou composant granulaire essentiel au sein d’une matrice réfractaire. Ses propriétés définissent la structure du produit final.
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En tant que grain agrégé :
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Le WFA est broyé et tamisé en différentes granulométries (grossière, moyenne, fine).
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Ces grains forment la structure squelettique du réfractaire, fournissant :
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Résistance à haute température
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Résistance à l’abrasion et à l’érosion
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Résistance à la pénétration des scories (en raison de la faible réactivité).
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Dans les formulations réfractaires :
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Briques et formes : Utilisé dans les briques à haute teneur en alumine, les mortiers et les formes préfabriquées pour des applications exigeantes.
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Monolithiques (réfractaires non formés) : un composant clé dans :
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Bétons à faible et très faible teneur en ciment (LCC/ULCC) : Il s’agit d’une application majeure. La grande pureté et la granulométrie précise des bétons WFA permettent d’obtenir des structures bétonnables denses, solides et performantes, avec un minimum de points faibles (dus au ciment).
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Mélanges de gunitage et de pilonnage : utilisés pour la réparation et l’installation rapides de revêtements.
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Plastiques et produits moulables.
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Principaux domaines d’application dans l’industrie
Les propriétés du WFA le rendent idéal pour les conditions les plus sévères dans diverses industries à haute température :
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Industrie sidérurgique:
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Revêtements de poches : en particulier dans la zone de la ligne de laitier où la corrosion est la plus agressive.
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Revêtements de répartiteurs : pour coulée continue.
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Foyers de fours de chauffage.
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Industrie pétrochimique :
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Craqueurs à la vapeur : dans les échangeurs de lignes de transfert et les tubes radiants où la résistance aux chocs thermiques et à l’érosion des fines particules de catalyseur est essentielle.
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Réformateurs et autres revêtements de fours à haute température.
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Industrie de la céramique :
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Supports de four : Utilisés pour la fabrication de supports, de poteaux et de supports de maintien des céramiques pendant la cuisson. Leur grande pureté prévient la contamination des produits.
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Incinération et gazéification des déchets :
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Revêtement pour chambres exposées aux cendres et scories agressives.
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