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" Voûte pour fours industriels.',
La prise en oonsidération de la dilatation et de la contrao- tion thermique des pierres d'une voûte, en particulier des voûtes à coupole ou hémisphériques des fours industriels tels que, par exemple, la calotte de fours électriques donne lieu à des diffi- cultés. La difficulté consiste avant tout à tenir compte de la di- latation thermique de la façon correcte. Si, d'une part, on tient trop peu compte de la dilatation thermique, la durée d'utilisation des pierres, qui sont sensibles à la pression, peut être influencée défavorablement de manière très sensible; cela peut aussi conduire à la destruction de l'armature (par exemple arrachage de l'anneau de la calotte du four électrique) ou de la maçonnerie.
Si, d'autre part, on tient suffisamment compte de la forte dilatation thermi- que, en particulier dans le cas de pierres basiques, il subsiste le danger qu'à la mise à feu, certaines pierres soient branlantes et que, lors des arrêts du fonctionnement, par lesquels il se pro- duit un fort refroidissement de la calotte avec une forte contrac- tion des pierres, la voûte s'écroule faute de tension.
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Pour éviter une élévation excessive de la pression de la voûte, on doit prendre des précautions particulières, ce qui peut être obtenu en employaht soit des sommiers ou culées élastiques, soit des remplissages de joints qui brûlent ou se ramollissent ou fondent et s'écoulent des joints lorsque la température monte.
La solution comportant des sommiers élastiques conduit à des difficultés d'ordre constructif ou fonctionnel. Au lieu de som- miers élastiques, on a aussi employé des sommiers souples (défor- mables), mais non élastiques (par exemple des cordes d'amiante ou de matière analogue). Un sommier souple seul sans possib'ilité de dilatation supplémentaire dans la voûte ne peut suffire à absorber la dilatation thermique de la voûte que pour de petites voûtes.
Une souplesse limitée de ce genre ne peut se concevoir que comme une sécurité oontre un accroissement par trop soudain et trop fort de la pression ; la résistance à la compression des intercalaires souples monte cependant rapidement en comparaison des apmmiers élastiques.
L'emploi connu d'intercalaires en carton ou en bois comme remplissages de joints a seulement pour conséquence qu'à la tempé- rature de combustion ou de carbonisation, relativement basse, ces intercalaires laissent des joints ouverts du côté du feu et que de ce fait la ligne des pressions se déplace vers l'extérieur, mais qu'alors - donc pour la plus grande partie du jeu de dilata- tion thermique qui s'ensuit - le problème à résoudre reste sans solution. La proposition de travailler avec des joints ouverts du côté du feu (donc sans intercalaires) appelle les mêmes objections.
Lorsqu'on emploie des intercalaires en plomb, au début il se pro- duit des pressions trop fortes du côté du feu. L'application dans les joints cunéiformes de tôles ondulées ou d'intercalaires en tôles avec saillies dont la section diminue de façon convenable à partir du côté du feu vers le côté extérieur, ne donne pas non plus une solution satisfaisante à cause du coût relativement élevé des intercalaires à adapter à la forme des pierres et à cause des pressions latérales différemment grandes.
A la suite d'essais, il s'est avéré qu'une construction sa- tisfaisante doit partir de l'emploi de sommiers fermes, et en corré- lation avec cela le problème doit être résolu en tenant oompte de la dilatation thermique de manière simple et peu coûteuse, de façon telle que la pression de la voûte ne soit pas soumise- à de trop grandes variationslors de l'élévation de la température, et cela malgré les sommiers fermes.
Selon l'invention, cela est obte-
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nu en employant dans les joints des pierres des remplissages de nature différentes telles que ceux-ci brûlent ou cèdent continû- ment d'une manière telle que la dilatation thermique est absorbée dans une mesure correspondant à son accroissement par une diminu- tion de l'espace occupé par les joints et cela avantageusement jusqu'à un reste ou exoédent désiré pour l'élévation de la voûte.
Selon l'invention on emploie utilement dans les joints, des intercalaires alternant de manière convenable en carton, en fer (par exemple en un réseau de fils ou en tôles) et des remplissages en mortier, c'est-à-dire des remplissages dont, dans l'exemple cité, le premier brûle ou se carbonise à environ 400 , tandis que le deuxième se ramollit à environ 900 - et de ce fait cède - et fond à environ 1200 - et de ce fait crée un espace supplémentai- re - tandis que le troisième genre de remplissage% à savoir celui du genre mortier cède ou se contracte aux températures plus hau- tes, suivant sa oomposition.
En restant dans l'exemple donné, on obtient ainsi ce qui suit: lors de la mise à feu, il se produit d'abord sous l'effet du commencement de la dilatation thermique une déformation ou compression par simple pressage des éléments de construction les uns contre les autres. Lorsqu'on atteint la température pour laquelle les intercalaires en carton brûlent ou se carbonisent, l'espace des joints remplis de carton est de ce fait mis à la disposition de la dilatation thermique ultérieure.
Le même processus se répète lorsqu'on atteint la température de ramollissement et plus tard la température de fusion des inter- calaires en fer et finalement lorsqu'on atteint des températures encore plus hautes, par le ramollissement ou la contraction ou la fusion hors des joints des remplissages en mortier. Il en résulte que, conformément à l'idée inventive, en peut teniompte de la dilatation thermique de manière convenable, pratiquement sans trop fortes variations de la pression de la voûte, un petit restant de la dilatation thermique pouvant avantageusement être utilisé pour provoquer une faible élévation de la voûte (excédent). Uti- lement, les sommiers peuvent aussi être réalisés de façon à pou- voir céder dans le but d'obtenir une sécurité contre un trop fort accroissement de la pression.
Le nombre et la répartition des intercalaires de natures différentes dans la voûte se règle sur le comportement de dilata- tion thermique des sortes de pierres utilisées, aux températures à prendre en considération. On peut employer des intercalaires en carton ordinaire ou en carton goudronné, du carton imprégné con-
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venablement, etc. ou des intercalaires en bois (bardeaux), on peut faire usage d'intercalaires en fer, en tôle pleine ou en réseaux de fils et on peut employer des mortiers de différentes composi- tions, par exemple avec ou sans addition de fer, ou, dans le cas des pierres en magnésite, gâcher des mortiers en farine de magné- site avec du verre soluble ou de la chaux; éventuellement avec ad- dition de fer, de farine de chamotte, d'argile et de matières ana- logues.
Il est évident qu'on peut s'adapter aux exigences particu- lières les plus diverses, en particulier également par le choix de différentes sortes de mortiers.
Par le,choix de la matière des remplissages et de la réparti- tion de ceux-ci, il faut, rien qu'en se conformant à l'idée de l'invention, qu'on soit assuré que les remplissages cèdent dans les joints suivant une progression conforme à l'élévation de tem- pérature, par carbonisation, combustion, ramollissement, fusion etc. des remplissages, de telle façon que la dilatation thermique puisse être absorbée par l'espace occupé par les joints avantageu- sement jusqu'à un certain excédent désiré pour l'élévation de la voûte.
Si l'on tâche avant tout de réaliser la répartition la plus uniforme possible de la pression dans la voûte, on peut davantage tenir compte de cette répartition par un développement supplémen- taire de l'idée inventive décrite ci-dessus. Ceci est réalisé par le fait que non seulement on empêche selon l'invention un accrois- sement excessif de la pression de la voûte par une diminution progressive de l'espace occupé par les joints, mais également qu'on prend en considération la dilatation thermique des éléments de construction limitant les joints en fonction de chutes de tem- pérature (dans la direction du rayon de la voûte), c'est-à-dire qu'on tient compte non seulement, dans une certaine mesure, du comportement des joints dans la zone située du côté du feu, mais aussi dans la zone extérieure froide et dans les zones intermédiai- res.
La règle technique donnée ci-dessus pour éviter de trop fortes variations de la pression de la voûte nécessite, pour la solution du problème complémentaire indiqué, la prise en considération de la forme des joints sur la base de la dilatation thermique oor- respondant aux chutes de température dans la pierre depuis le côté du feu jusqu'au côté extérieur. Selon l'invention, ce problème trouve une solution, avant tout en corrélation avec l'emploi de remplissages différents pour les joints, dans le fait que l'es- paoe d'un nombre convenable de joints reçoit une configuration telle que par sa dimi-
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nutionil soit tenu compte de l'effet de la dilatation thermique citée qui se produit dans la voûte et dépend de la chute de tempé- rature.
Dans ce but, on utilise avantageusement le remplissage en carton ou en matière analogue essentiellement cunéiforme ou en gradins, dont la base est du côté du feu. Le joint est alors le plus large du côté du feu, où se produit la plus grande dilatation thermique des éléments de construction par suite de la températu- re élevée,et se rétrécit vers les zones du côté extérieur en cor- respondance avec la dilatation thermique plus faible des éléments de construction dans ces zones. On peut, par exemple, intercaler deux ou plus de deux morceaux de carton de hauteurs différentes dans la direction du rayon de la voûte, qui donnent lieu à une réduction de section par gradins à partir du côté du feu vers le côté extérieur.
De tels intercalaires cunéiformes ou à gradins présentent également l'avantage de servir, lors de la construc- tion de la voûte, de gabarit de la forme désirée pour la forme des joints et de faciliter ainsi le maintien de celle-ci.
Enfin, si l'on tient encore compte de l'influence du re- froidissement et de la contraction des éléments de construction lors de l'emploi de sommiers rigides ou seulement souples (mais non élastiques en combinaison avec le remplissage des joints conforme à l'invention, il faut prendre en considération que, lors du refroidissement ou de la contraction des pierres, la ten- sion dans la voûte se perd, que la voûte s'affaisse fortement et qu'ainsi il y a danger d'écroulement. Selon l'invention, ceci est exclu par le fait que le choix des remplissages est effectué de façon telle que des joints restent toujours fermés dans la zone extérieure.
Ceci peut déjà être obtenu par la forme/Intercalaires, par exemple par des intercalaires en carton ou en bois essentiel- lement cunéiformes, les éléments de construction se joignant dans la zone extérieure ou des Intercalaires se trouvant dans cette zone étant'choisis de constitution telle que, même après usure prononcée de la voûte,ils ne puissent pas disparaitre de la zone extérieure par combustion ou par fusion.
Le dessin ci-annexé représente le développement d'une cer- taine longueur unitaire L d'une voûte selon une forme de réa- lisation de l'invention. A est le côté extérieur et F le côté du feu. Les différentes pierres de la voûte sont désignées par 1; 2 à 6 désignent les différents remplissages de joint, par exemple les intercalaires en carton, 3 les intercalaires en plomb, 4
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les remplissages en mortier, 5 les intercalaires en carton cunéi- formesà gradins; 6 les intercalaires en bois.
La règle technique selon l'invention peut naturellement être réalisée selon différentes conformations de la forme des joints,des remplissages des joints et de la matière de ces derniers, et s'adapte aussi évidemment à la matière des éléments de construction de la voûte, aux températures à envisager ou à des exigences particu- lières.
REVENDICATIONS.
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1. Voûte pour fours industriels en pierres réfractaires mu- nies de remplissages (couches intermédiaires) caractérisée en ce qu'elle comprend des remplissages qui diffèrent quant à la nature de la matière de façon telle que par leur oomportement différent (soit qu'ils brûlent, soit qu'ils cèdent) lors d'une élévation de température, la dilatation thermique est absorbée dans une mesure correspondant à son accroissement par une diminution de l'espace occupé par les joints et cela avantageusement jusqu'à un excédent désiré pour l'élévation ou montée de la voûte.