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VOUTE DE FOUR ELECTRIQUE.
Des voûtes de fours électriques.. ayant une forme sphérique sont d'ordinaire construites en briques réfractaires en couches annulaires juxtaposées. On a également déjà supprimé des couches annulaires individuelles, subdivisé l'espace intermédiaire formé par des nervures et rempli les petites zones ainsi obtenues par une masse réfractaire damée.
Dans les constructions connues de revêtements en briques, il se produit fréquemment une usure rapide de la voûte par éclatement et rupture des briques ou groupes de briques.
On a reconnu que ces dégàts produits sur les briques doivent être essentiellement attribués à un défaut d'orientation des efforts de pression qui s'exercent dans la voûte., ou à une orientation exaltante mais incorrecte dans la construction de la voûte.La présente invention crée à présent une mise en forme de la maçonnerie dans laquelle les efforts de pression sont transmis suivant une répartition uniforme aux culées on- sistant en briques réfractaires et à la bague de culée en fer de la voûte.
L'invention consiste en ce que le revêtement en briques, en un mot la maçonnerie, est subdivisée en zones individuelles en forme de secteurs indépendants les uns des autres dans l'ensemble de la maçonnerie et s'étendant en direction radiale de la culée jusqu'à l'encadrement des électrodes.
La pression prenant naissance à l'encadrement des électrodes et augmentant dans la direction de la culée, est transmise à celle-ci par un partage correspondant au nombre des secteurs et une répartition s'effectuant dans les secteurs individuels des surfaces de transmission de pressions devenant toujours plus grandes.
Des pressions ou tensions plus intenses existant dans les secteurs individuels sont absorbées et réparties
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exclusivement entre les rangées de briques et briques de ces secteurs,, sans agir sur d'autres.
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Les briques dun secteur ne sont pas raccordées à celles du secteur voisin en un ensemble maçonnée de sorte que les déplacements et glissementséven- tuels des briques d'un secteur ne gênent pas ou n'intensifient pas le-mouvement des briques du secteur voisin, de manière à créer à ces endroits des accumulations de forces ou des déformations qui aboutissent à la rupture des briques.
Ces effets sont favorisés en disposant un joint de dilatation au
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lieu d'une juxtaposition cote-à-cote de la maçonnerie d'un secteur contre celle du secteur voisine Le joint de dilatation radial donne de l'espace au Ir..OllVl':..:¯""...¯1j et à la dilatation des briques et évite d'autant plus une influence de la répartition des pressions à l'intérieur d'un secteur sur les secteurs voisins.
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Pour s'orienter les pressions de la vooe s'exerçant à l'intérietr d'un secteur en les répartissant de façon convenable dans la direction de la
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culée, les briques de voûtes.a à l'intérieur d'un secteur, sont disposées en rangées qui, en partant dus- deux surfaces limitrophes radiales., sont chaque fois disposées par='llslement à celles-ci.
Les rangées se rencontrent au milieu du secteur et pénètrent de'préférence l'une dans l'autre à cet endroit.
Elles forment dans une certaine mesure des ceintures juxtaposées qui s'appuient
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à'leurs pieds sur la culée et qui répartissent les pressions et tensions plus directement sur une large base. Dans des rangées de briques juxtaposées, celles-ci sont maçonnées en étant décalées l'une par rapport à l'autre.
D'ordinaire chaque ouverture destinée à l'introduction des
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électrodes dans la voûte d:>u..'1. four électrique est munie d'un encadrement en briques de forme spéciales adaptées à la section des électrodes. Les centres des ouvertures des électrodes sont disposés à distance égales-du centre de la-voûte et à des distances égales entre elles. Dans une disposition à
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trois ouvertures d?électrodes on considère donc comme particulièrement avan- tageuse dans le sens de l'invention un partage de la maçonnerie en secteurs comprenant trois secteurs et ainsi chacun des encadrements des ouvertures
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d'éle1j::-:Jdea se trouve à la pointe d'un secteur. La pression exercée sur la voûte par un encadrement d'électrode n'agit qu'à l'intérieur de ce secteur particulier.
Chaque encadrement d'électrode possède alors son secteur de voûte propre. Si dans ce cas., l'encadrement des électrodes forme à sa périphérie extérieure un polygone., les surfaces limitrophes des encadrements d'électrodes individuels peuvent être disposées l'une par'rapport à l'autre dans la direction de la surface limitrophe des secteurs.Il en résulte ainsi une subdivision de la voûte en trois secteurs s'étendant jusqu'à son sommet.
Ces trois secteurs peuvent encore être subdivisés davantage en secteurs. Par une subdivision centrale de chaque secteur, on obtient en tout six secteurs. Une subdivision de ce genre est particulièrement avantageuse quand @a surface limitrophe extérieure de l'encadrement des électrodes forme un hexagone. On peut alors également par une nouvelle subdivision, former 12 secteurs.
Dans le cas d'une construction des encadrements d'électrodes en
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forme de pvlygonesJl les surfaces limitrophes droites se disposent contre les surfaces limitrophes également droites des briques de voûtes., ce qui est favorable à la transmission des pressions.
Dans cette subdivision en trois secteurs, les encadrements d' électrodes sont entourés par les extrémités des secteurs. Mais on peut également effectuer la subdivision en secteurs dans le cas d'une subdivision en six zones de manière que les surfaces limitrophes inférieures des faces des
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. secteurs soient formées de deux surfaces limitrophes voisines des encadre- ments d'électrodes s'étendant le plus loins possible vers l'extérieur et de deux autres surfaces limitrophes analogues s'étendant le plus loin possi- ble vers l'intérieur.
Dans ce cas, les extrémités des secteurs s'appuient suivant des surfaces limi- trophes formant des angles égaux avec les faces limitrophes des encadrements d'électrodes. Il se forme ainsi trois zones aboutissant jusqu'au, sommet de la voûte, composées de secteurs et d'encadrements d'électrodes formant un sque- lette partant du sommet de la voûte auquel les autres zones de secteurs s'adap- tent chaque fois comme surfaces de remplissage. Mais en général, la subdivi- sion en secteurs est indépendante de la forme de l'encadrement'des électrodes.
Pour que la transmission de pression de parties plus épaisses de la voûte soit également transmise dans une mesure plus grande, on peut éga- lement disposer dans les secteurs des rangées de briques dont les éléments sont plus hauts que ceux des rangées intermédiaires. La disposition de rangées de briques de ce genre formant nervures entre des rangées de briques d'épaisseurs moindres., est connue en soi sur des revêtements et des voûtes.
Les séries de briques formant nervures dans la maçonnerie de la voûte de fours électriques conforme à l'invention procurent cependant l'avantage particulier que les secteurs acquièrent une rigidité dirigée radialement., sont ainsi rendus plus résistants à des déplacements latéraux et absorbent la pression principale. Une disposition avantageuse des rangées de briques en nervures se présente quand les rangées de briques en nervures forment les limites des secteurs. Il n'est alors pas nécessaire que tous les sec- teurs soient limités par des rangées de briques formant nervures. Ainsi.. il suffit par exemple que, sur six secteurs, les trois secteurs de base soient limités par des rangées de briques formant nervures.
Pour de gran- des surfaces de secteurs on peut également disposer entre les rangées radia- les de briques formant nervures., des rangées de nervures disposées en anneaux et concentriques.
Une partie de la tension de dilatation thermique s'exerçant en direction radiale dans la maçonnerie peut être absorbée en disposant des joints de dilatation sur les faces de tête des briques disposées en ran- gées., et cela de la même manière dans des maçonneries exemptes ou pourvues de rangées de briques formant nervures. En général, il suffira de prévoir des joints de dilatation de ce genre le long de l'encadrement des électro- des et ensuite par exemple après chaque groupe de deux briques à l'inté- rieur d'une rangée.
Un équilibre des tensions dans les secteurs individuels s'obtient encore davantage si les culées des parties de la voûte en forme de secteurs s'appuient chacune pour soi et si les appuis sont soumis à une tension régla- ble sur la bague de support propre de la voûte. Il peut ainsi s'établir des conditions de pression entièrement Identiques dans tous les secteurs par ce que des tensions radiales trop élevées dans certains secteurs individuels peuvent être compensées par un réglage correspondant de l'écartement de la bague de support propre., par exemple par des tensions de ressorts.
Un tel mode d'appui de parties de voûtes est certes connu dans des voûtes de fours électriques., 'mais ne pouvait cependant être efficace à cet endroit par- ce que l'appui partiel ne correspondait pas non plus à une portion de voûte limitée -le façon correspondante, demeurant indépendante en elle-même.
La voûte de four électrique conforme à l'invention convient parti- culièrement à de grandes dimensions et à l'emploi de briques lourdes. Le poids spécifique notablement plus élevé des briques hautement réfractaires., par exemple en corindon., magnésite, chromite, etc. ou mélanges de ces substances, par exemple en chromite-magnésite,, par rapport aux briques de chamotte ou de silicates., aboutit à un poids total de maçonnerie notablement accru qui a pour résultat des pressions et tensions plus intenses dans la maçonnerie. La construction de la voûte de fours électriques suivant l'in-
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vent:..on s'adapte cependant à ces conditions.
Le dessin représente deux exemples de réalisation du mode de
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construction de voûtes conforme à 19invention.
La frigo 1 représente la subdivision en trois secteurs accom- pagnée d'une nouvelle subdivisicn en secteurs,dans laquelle les encadrements des électrodes sont entourés par les extrémités des secteurs., alors que la subdivision en secteurs suivant.,
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La frigo 2 comprend trois zones s'étendant jusqu'au sommet de la voûte, comprenant des secteurs et des encadrements d'électrodes formant un sque:::'<8:',,::: partant du sommet de la voûte sur lequel s'adaptent les autres zones de secteurs chaque fois voisins comme surfaces de remplissage.
Dans les deux représentations., les ouvertures d'électrodes 1, 2,
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3 sor-t limitées par les encadrements 4, 5 6 composes de briques réfractaires individuelles 7, 8 g . Les encadrements L, 5., 6 or:= par exemple un périmètre ayant la forme d'un hexagone. De cette manière., les briques 7, 8, 9 d'un encadrement s'adaptent suif ont des faces planes aussi bien aux briques de l' encadrement voisin qu'a::.::: s-ntres briques de la voûte, par exemple 10, I1, 12 13.
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Sur la 'ig6 1 la maçonnerie est subdivisée en six secteurs 14, 15, 16, 17., 18 190 Cette subdivision résulte de ce que la subdivision de base en trois secteurs 14 + 15, 16 + 17, 18 + 19 a encore été subdivisée davantageLa maçonnerie des secteurs individuels 14, 15, 16, 17, 18., 19 est séparée de la maçonnerie des secteurs chaque fois voisins par des joints
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de dilatation 2C 21 22., 3, 24, 25. Dans le prolongement radial des joints de dilatation 20, 22, 24 se trouvent les joints périphériques 26,, 27, 28 des encadrements se touchant l'un l'autre 4, 5, 6 des ouvertures d'électrodes 1, 2, 3.
L'encadrement 4 de l'ouverture d'électrode 1 se trouve ainsi à la pointe du secteur 18 + 19, limitée radialement par les joints 20 et 24 ainsi que 26 et 28. Les autres encadrements des ouvertures d'électrodes sont également disposés de façon correspondante dans les autres secteurs.
Dans les secteurs individuels., les briques de maçonnerie 10, 11, 12, 29., 30, etco sont disposées en rangées 31 à 39. Les rangées prenant naissance sur deux surfaces limitrophes de secteurs sont toujours disposées parallèlement à ces surfaces limitrophes radiales des secteurs.
Ainsi.,, les rangées 31, 32, 33, 34 sont disposées parallèlement aux joints de dilatation radiaux 22 tandis que les rangées 35, 36, 37, 38 sont parallèles au joint radial 23.Les briques de deux rangées voisines, par exemple 37, 38 sont décalées l'une par rapport à l'autre, par exemple les briques 13.. 29 par rapport aux briques 12, 30. Il en résulte ainsi un genre de décalage en forme de coin. Gomme brique de fermeture, on obtient la brique 39 dont la face 40 est parallèle au joint 22 et dont la face 41 est parallèle au joint 23. La rangée 31 est formée de briques formant nervures. Les nervures 43 ne dépassent pas alors la largeur totale de la rangée de briques .Elles peuvent également exister sur une largeur complète de brique.
Vis- à-vis du joint 22 dans le secteur 15 est disposée une rangée du même genre de briques 44 formant nervures. Des rangées de briques en nervures 45. 46., 47 , 48 sont encore disposées des deux côtés des joints 20 et 24. Les trois
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secteurs de base 144 + 15 16 + 17 18 + 19 sont par conséquent limités par des rangées de brique,-, en nervures. De telles rangées de briques dirigées radialement peuvent également encore être disposées des deux côtés des joints 21, 23. 25. Dans ce case la totalité des 6 secteurs seraient limi- tés radialement par des rangées de briques en nervures.
Des rangées de briques intermédiaires individuelles peuvent également être construites sous forme de rangées de briques en nervures.
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Les rangées de briques en nervures peuvent être consolidées en soi au point de vue statique en un bloc au moyen de tiges métalliques tra- versant dans le sens longitidinal des rangées de briques., la série formant nervure., ou au moyen de fers disposés sur les rangées de nervures suivant la même direction et possédant un grand moment de résistance (fers carrés ou cornières, fers en I ou analogues)o Cette mesure est importante quand on utilise des briques de magnésite., chromite-magnésite, corindon sillimanite ou matières analogues . Les rangées de briques en nervures peuvent également être suspendues à des constructions porteuses munies ou non des armatures citées plus haut.
Les briques de culée 49 sont maintenues suivant la longueur des faces limitrophes extérieures des secteurs par un appui en fer 50. supporté par la bague de support propre rigide en fer 51. Entre les appuis ,0 et :la bague de support 51 sont disposée des régulateurs d'écartement, par exemple des ressorts 52 soumis ' à des tensions déterminées éventuellement réglables. En cas de pressions trop fortes de la culée sur l'appui partiel 50, les ressorts 52 se contractent et il se produit un équilibrage des pressions dans la maçonnerie du secteur. Chaque secteur individuel peut se dilater quelque peu vers l'extérieur en direction radiale.
Les appuis ne sont reliés entre eux que de façon lâche de sorte que la liberté de mouvement vers l'extérieur est assurée pour chacun d'eux en particulier.
Sur la fige 2., la maçonnerie de la voûte est subdivisée en six secteurs 53, 54, 55,, 65, 67 et 58. Dans cette subdivision en six zones, les surfaces limitrophes intérieures des secteurs sont formées de deux surfaces limitrophes d'encadrements d'électrodes 4, 5, 6 voisins., disposées le plus loin possible vers l'extérieur., et de deux surfaces limitrophes d'électrodes analogues disposées le plus loin possible vers l'intérieur. Ainsi les trais encadrements d'électrodes des secteurs 53, 55 et 57 forment avec les encadrements correspondants 5, 6 et 4 des zones composées, le qpelette partant du sommet de la voûte., sur lequel s'adaptent les zones de secteurs 54, 56 et 58 chaque fois voisins.
La maçonnerie des zones 53 et 58 est la même ou équivalente à celle des zones 14 à 19 de la fig. la
Sur la fige 2, dans le secteur 54, la disposition de joints de dilatation 59 aux joints de contact des rangées individuelles de la maçon- nerie de la voûte est indiquée par des lignes de joints doubles en pointillé
Le mode de construction conforme à l'invention peut s'appliquer également de la même manière à des voûtes en coupoles pour autres genres de fours.
REVENDICATIONS.