REVETEMENT REFRACTAIRE POUR CHENETS TUBULAIRES DE FOURS
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FABRICATION D'UN TEL REVETEMENT
L'invention concerne un revêtement réfractaire pour chenets tubulaires de fours industriels, plus particulièrement de fours destinés à réchauffer des ébauches d'acier en vue de leur laminage à chaud. Ces fours, notamment les fours à longerons, fours horizontaux dans lesquels les ébauches d'acier à traiter sont enfournées par un côté et progressent horizontalement a travers le four, tout en étant supportées par les longerons ou chenets. Le chauffage du four est assuré par des brûieurs en voûte et sur les côtés, de façon que les pièces à réchauffer aient une température uniforme déterminée à la sortie.
Ces longerons ou chenets sont des tubes en acier sur lesquelles sont soudés des plots destinés à supporter des brames, billettes, blooms ou autres produits à réchauffer. Ils sont placés horizontalement, en lignes parallèles dans le sens de la progression des pièces à réchauffer et sont généralement constitués de deux types différents. Les uns sont fixes et statiques, tandis que les autres sont mobiles et assurent l'avancement des pièces.
A cet effet, les chenets mobiles sont animés d'un mouvement de rotation, parallèle à eux mêmes, autour d'un axe perpendiculaire à leur axe longitudinale, c'est à dire qu'ils soulèvent les pièces des tubes fixes, avancent d'un pas, redéposent les pièces sur les longerons fixes, descendent sous le niveau de ceux-ci, reculent et remontent en reprenant la pièce pour la faire avancer à nouveau d'un pas et, ainsi de suite, les pièces traversent successivement les différentes zones de chauffage.
Etant donné que ces longerons doivent supporter des pièces réchauffées à des températures de l'ordre de 1,350 [deg.]C ou plus, il est nécessaire de prendre des dispositions afin d'éviter leur ramollissement et affaissement sous l'effet de la chaleur. A cet effet, ils sont constitués de tubes en acier, traversées par d'importantes quantités d'eau de refroidissement afin de pouvoir remplir leur fonction à ces températures élevées.En plus des sollicitations thermiques, les
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lettes d'acier oxydées ou "battitures" provenant d'une oxydation superficielle des pièces se produisant au cours de la progression de celles-ci à travers le four et ces battitures finissent par tomber sur les longerons et de les attaquer.
Pour réduire autant que possible ces attaques de battitures et pour pallier aux pertes calorifiques occasionnées par le refroidissement des chenets tubulaires, on a proposé d'envelopper ceux-ci d'un revêtement réfractaire.
Le but de la présenté invention est de prévoir un tel revêtement réfractaire qui est peu coûteux, qui peut être remplacé facilement et rapidement, totalement ou partiellement, de manière que les interventions d'entretien soient raccourcies autant que possible.
Pour atteindre cet objectif, l'invention propose un revêtement réfractaire pour chenets tubulaires de fours industriels, qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il est constitué de coquilles supérieures et inférieures modulaires et préfabriquées, chacune d'elle étant de forme semi-cylindrique avec une armature métallique noyée dans la masse réfractaire, et en ce que la coquille supérieure est, au moins dans la région de contact avec la coquille inférieure, plus épaisse que celle-ci et comporte, de chaque côté, un bord longitudinal coiffant la coquille inférieure.
Selon un mode de réalisation avantageux, au moins les armatures des coquilles inférieures sont garnies, sur les bords longitudinaux, de pattes destinées à être soudées à des colliers de support placés sur les chenets.
Chaque coquille comporte, de préférence, sur chaque bord circulaire faisant joint avec la coquille voisine, une cannelure concave pratiquée dans la masse réfractaire.
Ces cannelures des coquilles adjacentes définissent des canaux circulaires qui sont remplis de mortier liquide durcissant afin de rendre la fixation du revêtement monolithique.
Les coquilles supérieures peuvent, en outre, comporter des canaux verticaux radiaux, a travers lesquels elles sont soudées par leurs armatures aux colliers de support.
Chaque coquille est, de préférence, constituée d'une nappe céramique intérieure qui est recouverte d'une couche de béton réfractaire. Le mortier liquide qui est introduit dans les cannelures est de préférence de même nature que ce béton réfractaire des coquilles.
Afin d'assurer une meilleure fixation du revêtement, les coquilles supérieures et inférieures sont, de préférence, décalées mutuellement dans le sens axial d'une longueur correspondant à une demie coquille.
L'invention concerne également des coquilles semicylindriques pour la fabrication d'un revêtement réfractaire tel que définit ci-dessus. Ces coquilles sont de préférence, constituées d'une nappe céramique intérieure recouverte d'une couche de béton réfractaire, dans lequel est noyée une armature métallique.
D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description d'un mode de réalisation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue schématique, en perspective et partiellement en éclatement d'un revêtement réfractaire conformément à la présentation; la figure 2 est une vue en perspective illustrant la mise en place de la partie inférieure du revêtement;
les figures 3a et 3b sont des vues en perspective et en transparence des coquilles supérieure et inférieure pour montrer leurs armatures métalliques; la figure 4 est une vue en perspective montrant l'ancrage des coquilles supérieure et inférieure et la figure 5 est une section verticale longitudinale d'une partie du revêtement.
La référence 10 sur la figure 1 représente un chenet tubulaire d'un four à longerons non-représenté. Ces chenets tubulaires 10 sont garnis, sur le côté supérieur, de plots isolés 12 destinés à supporter les pièces à réchauffer dans le four. Pour permettre aux chenets tubulaires 10 de supporter la température élevée sans déformation, ils sont traversés intérieurement par de l'eau de refroidissement. Pour éviter que le réchauffement des pièces dans le four ne souffre trop du refroidissement des chenets tubulaires
10 et pour protéger d'avantage ceux-ci du rayonnement thermique et des battitures, les chenets tubulaires 10 sont enveloppés dans un revêtement réfractaire 14.
Conformément à la présenté invention, le revêtement réfractaire 14 est un revêtement modulaire préfabriqué constitué de coquilles supérieures semi-cylindriques 16 et de coquilles inférieures 18, également semi-cylin-driques. Les coquilles supérieures comportent des ouvertures 20 dont les sections correspondent à celles des plots 12 pour leur permettre d'être engagées à travers chacun de ceux-ci sur le chenet 10.
Aussi bien les coquilles supérieures 16 que les coquilles inférieures 18 comportent une nappe intérieure 22 en isolant céramique qui est recouverte d'une couche extérieure 24 en béton réfractaire dans lequel est noyée une armature métallique 26, par exemple en acier inoxydable.
Cette armature 26 est constituée, comme représenté sur les figures 3a et 3b, d'un treillis formé de fils longitudinaux 28 et de fils circulaires 30 soudés à leurs points d'intersections. Les fils circulaires 30, du moins des coquilles inférieures 18, peuvent se terminer par des pattes 32 qui permettent aux coquilles d'être soudées, en vue de leur fixationsur le chenet tubulaire 10 ou, de préférence sur des colliers de support 33 comme représenté, en détail, sur les figures 2 et 4.
Comme représenté sur les figures 4 et 5 les extrémités des fils longitudinaux 28 se trouvant au sommet de l'armature 26 des coquilles supérieures 16 sont repliées vers la surface intérieure de chacune des coquilles 16 afin d'y être soudées aux colliers métalliques 33.
Tous les bords de toutes les coquilles supérieures et inférieures 16, 18 qui forment des joints circulaires avec les coquilles voisines sont pourvus de cannelures concaves pratiquées dans la masse du béton réfractaire et qui définissent ensemble avec les cannelures correspondantes de la coquille adjacente des canaux circulaires 34 dans les surfaces de joint. Les coquilles supérieures 16 comportent, en outre, sur leur sommet, de chaque côté dans les surfaces de joint des cannelures radiales verticales qui définissent, chacune, avec la cannelure correspondante de la coquille adjacente une ouverture verticale 38 s'étendant de la surface du revêtement jusqu'à la surface du chenet tubulaire 10 et d'un collier 33. Comme représenté par la figure 4 les extrémités des fils 28 devant être soudés aux colliers 33 débouchent dans ces ouvertures.
Les coquilles inférieures 18 peuvent, en principe, avoir une épaisseur uniforme, aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens circulaire. Par contre, les coquilles supérieures 16 sont, sur les deux côtés longitudinaux dans la région de contact avec les coquilles inférieures 18 plus épaisses que celles-ci et sont pourvues, de chaque côté, d'un bord longitudinal saillant 40 surplombant, après montage, le bord longitudinale correspondant des coquilles inférieures 18. Ceci permet de protéger les coquilles inférieures 18 des battitures, car celles-ci tombent sur la coquille supérieure 16 et s'écoulent par dessus les bords longitudinaux 40 sans toucher les coquilles inférieures 18.
Les bords 40 des coquilles supérieures 16 peuvent être réalisés en rendant les coquilles 16 sur toute leur surface plus épaisses que les coquilles inférieures , c'est-à-dire en fabriquant des coquilles supérieures 16 à épaisseur uniforme. Il est également possible de les rendre plus épaisses seulement dans la région des bords longitudinaux 40. Toutefois, dans ce cas il est préférable de fabriquer les coquilles supérieures 16 de manière qu'elles soient également plus épaisses dans la région centrale supérieure, c'est-à-dire à 90[deg.] vu axialement et qu'elles présentent une épaisseur plus faible dans les régions de 45[deg.] et de 135[deg.]. Cette section en forme de poire accélère l'écoulement des battitures pouvant tomber sur la surface des coquilles supérieures 16.
Les coquilles supérieures 16 et inférieures 18 peuvent également différer du point de vue constitution. En effet, étant donné qu'elles sont sollicitées différemment, surtout du point de vue thermique, mais également du point de vue mécanique, la nature du béton réfractaire qui les constitue peut être adaptée à ces sollicitations, en tenant compte du point de vue économique.
La mise en place du revêtement réfractaire 14 à partir des coquilles modulaires préfabriquées 16 et 18 s'effectue de la manière suivante. D'abord les coquilles inférieures 18 sont appliquées à l'aide d'un moyen de support approprié contre la partie inférieure des chenets tubulaires 10. Ensuite leurs pattes 32 de l'armature 26, qui dépassent légèrement les bords longitudinaux des coquilles 18 sont soudées aux extrémités des colliers 33. Les coquilles supérieures
16 sont ensuite placées sur les chenets 10 par engagement des plots 12 à travers les ouvertures 20 et par emboîtement des bords longitudinaux saillants 40 par dessus les bords correspondants des coquilles inférieures 18.
Les coquilles supérieures 16 sont de préférence placées par rapport aux coquilles inférieures 18 de manière que leurs joints circulaires soient contrariés, c'est-à-dire que les coquilles supérieures 16 sont décalés axialement par rapport aux coquilles inférieures 18, par ex. d'une demie longueur de celles-ci. Ceci évite que les joints circulaires supérieurs ne soient dans le prolongement des joints circulaires inférieurs et vice versa, ce qui diminue les risques de fissuration des joints circulaires.
Après la mise en place des coquilles supérieures 16 on peut souder leurs armatures métalliques 26 aussi bien aux armatures des coquilles voisines qu'à la surface des colliers 33 à l'aide d'électrodes introduites dans les ouvertures 38.
Lorsque les coquilles supérieures 16 et inférieures
18 sont mises en place et soudées aux colliers 33 et éventuellement entre elles on introduit, à travers chacune des ouvertures 38, par ex. à l'aide d'un entonnoir, un mortier liquide, par ex. de même nature que le béton 24 des coquilles. Ce mortier liquide se répartit, par écoulement, dans les canaux circulaires
34 et forme, après avoir rempli ces canaux, et après durcissement, des nervures de fixation au niveau de toutes les surfaces de joints ce qui améliore la fixation en rendant le revêtement monolithique, malgré sa structure modulaire.
En cas d'usure localisée du revêtement réfractaire
14 il est possible, grâce sa structure modulaire, de remplacer rapidement une coquille supérieure ou inférieure sans condamner le reste du revêtement. Il est même possible de découper la partie usée d'une coquille supérieure ou inférieure et de remplacer celle-ci en sauvegardant le reste de cette même coquille.
REVENDICATIONS
1 Revêtement réfractaire pour chenets tubulaires de fours industriels, caractérisé en ce qu'il est constitué de coquilles supérieures et inférieures (16), (18) modulaires et préfabriquées, chacune d'elles étant de forme semi-cylindrique avec une armature métallique
(26) -noyée dans la masse réfractaire et ce que la coquille supérieure (16) est, au moins dans la région de contact avec la coquille inférieure (18) plus épaisse que celle-ci et comporte, de chaque côté, un bord longitudinal saillant (40) coiffant la coquille inférieure (18).