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Pour la construction de fours, notamment de fours à ¯section circulaire, et en particulier de fours à tubes rota- tifs, la tendance actuelle est d'agrandir le diamètre du four.
Lors de la construction du revêtement intérieur de tels fours, ayant des diamètres d'environ 3 à 4 mètres et plus, la fixa- tion sure du revêtement réfractaire offrant des garanties de - sécurité contre l'effondrement à la suite de la dislocation de 3. assemblage des pierres en forme de coin, provoquée entre
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autres par des forces d'ébranlement, se manifestant lors de la rotation du four, présente des difficultés; celles-ci sont principalement conditionnées par le fait que les pierres de voûte Servant de revêtement sont caractérisées par une faible conicité en raison de la faible courbure du revêtement.
On se heurte à des difficultés semblables pour d'autres mo- dèles de fours ayant des voûtes de diamètre important, tels que les fours qui sont utilisés dans les aciéries.
De nombreux procédés sont connus dans le but de soutenir avec sécurité la cohésion des pierres réfractaires voisines, lesquelles sont caractérisées par la réalisation d'un ancrage des pierres voisines les unes contre les autres. Cette fixa- tion peut être obtenue par le fait que les pierres en forme de coin sont munies de tôles,liées entre elles d'une manière fixe, ce qui forme à la chaleur un assemblage monolithique des pierres, ou par le fait que l'on obtient une fixation mécanique des pierres de voûte les unes contre les autres au moyen du choix d'un profil correspondant de ces pierres.
Une telle fixation mécanique.des pierres les unes contre les autres est aussi obtenue par la construction qui utilise des pierres réfractaires munies d'un c8té d'une rainure en forme de triangle à angles aigus, vue d'en haut, et de l'autre coté d'un ressort correspondant.
On connaît aussi des pierres coniques entourées de tôles; ce sont des pierres coniques revêtues de tôles qui sont liées de manière fixe à la matière réfractaire. Ces pierres ont l'avantage d'une grande précision (constance des dimensions), propriété avantageuse pour la fabrication des revêtements intérieurs de fours rotatifs;
cependant, on a dû constater que la seule forme de coins de telles pierres dans le cas d'un revêtement de faible courbure n'assure pas une fixation sure des pierres entre elles, et ce notamment tant que les pierres ne sont pas encore suffisamment "cimentées" par l'oxy-
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dation de leurs tôles de revêtement. En: principe, les pierres en forme de coin citées, munies de saillies à angles aigus et triangulaires et d'évidements correspondants, assurent'un meilleur ancrage des pierres entre elles, notamment s'il s'agit de pierres cuites.
Mais ces pierres de profil spécial ne peuvent pas, en raison de la cuisson, être exécutées avec la précision nécessaire pour obtenir des revêtements inté- rieurs annulaires et rotatifs à voûte de faible courbure, correspondant à l'exigence d'une résistance suffisante pour exclure les plus petits mouvements entre les pierres. L'uti- lisation de mortier supprimerait certes ces mouvements, mais affaiblirait par contre l'effet de la forma- de profil des ,le pierres. D'autre part, des pierres non cuites de ce genre montrent au début d'une opération du four une résistance diminuée et cela est dangereux, si un revêtement constitué par de telles pierres est soumis à cet effort supplémentaire alternant, se présentant à la suite de la rotation de la paroi de revêtement du four..
Pour une pierre de ce.genre, possédant un évidement sur un côté et une saillie correspondante sur le côté opposé, l'invention consiste notamment dans le fait que la pierre est munie, au moins sur un côté portant la saillie vue d'en haut en forme de coin, de préférence trapézoïdale ou 1'évidement correspondant, d'une tôle oxydable, connue comme telle et en liaison serrée avec la matière réfractaire; l'angle formé par la saillie-ou l'évidement sur la surface correspondante portant la saillie ou l'évidement est d'environ 30 à 50 .
Les pierres à rainure et languette, ainsi que les pierres revêtues de tôles et munies de saillies d'ancrage à angle aigu tel que vu d'en haut, et d'évidements correspon- dants, ne sont pas nouvelles. Cependant l'invention consiste
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notamment dans le fait de donner pour de telles pierres munies de tôles, une formation tout à fait déterminée des flancs des saillies d'ancrage et des évidements correspondants.
Par le fait que ces flancs sont inclinés suivant un angle relative- ment petit, c'est-à-dire suivant un angle nettement inférieur à 90 , sur la surface frontale les reliant à la pierre, on n'obtient pas seulement des avantages au point de vue de la technique de fabrication à la presse, mais aussi une simpli- fication de montage des pierres constituant le revêtement du four; en effet, il n'est plus nécessaire ainsi de monter selon une'direction perpendiculaire à la surface, chaque pierre sur la pierre voisine, qui est munie du complément soit de la saillie, soit de l'évidement. Il est maintenant possible, grâce à l'inclinaison sus-mentionnée, de mettre la pierre latéralement, en sens incliné, dans sa position finale.
On a constaté que ce genre de montage est d'abord une simpli- fication avantageuse et que, d'autre part, certaines possibi- lités peu importantes de mouvement sont maintenues dans le revêtement terminé et encore 'froid; celles-ci permettent que les pierres se déplacent lors du chauffage, l'une contre l'autre dans la position finale appropriée, où finalement elles se collent ensemble, et ainsi suppriment en grande par- tie une importante cause de déficiences prématurées de la paroi du four : cette possibilité passagère de mouvement réduit des tensions intérieures indésirables de la paroi - il ne faudrait pas la confondre avec les inconvénients permanents de mouvements de réalisations antérieures.
On atteint encore mieux ce but de réaliser au commencement ce mouvement des pierres les unes contre les autres si on les monte en inter- calant des couches élastiques ou si on rend les tôles défor- mables.
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Pour certaines parois de fours à tubes rotatifs, il s'avère avantageux que les pierres réfractaires consistent en sens radial en plusieurs sections; de cette manière-connue, les différentes sections sont exécutées en matières diffé- rentes. Ainsi, on a choisi les pierres pour certains fours de façon qu'elles constituent deux zones, où la section du côté foyer est constituée par des pierres hautement réfrac- taires, par exemple magnésite, chrome-magnésite, etc. et la section proche de la chemise du four par des matières iso- lantes. Cette dernière méthode pour la répartition des pierres a l'avantage que la chemise du four ne se réchauffe pas telle- ment, étant donné que la zone d'isolement provoque une nette chute de température.
La même pierre, par contre, constituée seulement par de la matière hautement réfractaire, donnerait des températures de la chemise nettement supérieures, en raison de sa conductibilité thermique plus grande. Ce montage de pierres, connu comme tel, peut aussi être utilisé dans le cas présent d'exemple de réalisation.
Pour des températures intérieures élevées il existe, comme on sait, le danger d'éclatements en raison des tensions dans la partie côté feu des pierres Ces éclatements peuvent. être empêchés ou fortement réduits. le fait que la pierre est munie à l'intérieur d'un ou de plusieurs dispositifs métal- liques, s'étendant au moins sur une0partie de la hauteur de la pierre. par de tels dispositifs inférieurs, la pierre est sub- divisée en parties plus petites. Ainsii, la formation éventuelle de fentes est localisée à des parties plus restreintes et le danger d'éclatement, notamment d'éclats plus importants, est nettement diminué. On obtient en--outre par l'oxydation de ces éléments intérieurs une fixation et une stabilisation renfor- cées des différentes parties des pierres entre elles.
Ce mon- tage'de pierres peut aussi être utilisé dans le cadre de l'invention.
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Lors du chargement des fours à pirres réfractaires, il est d'une importance primordiale de raccourcir le temps de chargement sans perte de qualité, car on peut ainsi rab- courcir les arrêta du four. Selon des caractéristiques de l'invention, on a essayé, pour cette raison, de disposer les pierres réfractaires dans la direction de l'axe longitudinal du four, sur une longueur double de celle habituellement uti- lisée. Ces essais ont conduit à des succès surprenants, car ainsi on a non seulement pu diminuer d'une manière très nette le temps de chargement, mais aussi améliorer la qualité du revêtement de la paroi.
On peut préparer ces pierres selon des caractéristiques de 'invention de manière telle qu'elles soient munies sur une surface de longueur double, seulement d'une saillie trapézoïdale et d'un évidement correspondant à la surface opposée, ou de deux saillies ou d'une saillie et d'un évidement de forme trapézoïdale sur une surface, et de deux évidements, ou d'un évidement correspondant et d'une saillie correspondante sur l'autre surface.
Il est alors pos-. sible de réaliser avec de telles pierres,différents systèmes de montage, tout en disposant les pierres soit directement l'une après l'autre, soit en déplaçant de la moitié de sa longueur une pierre par rapport à l'autre, soit en faisant converger sur la surface dans la même direction ou dans des directions variées les saillies en forme trapézoïdale ou les évidements.
Pour chaque cas, certaines dispositions présentent un avantage particulier; d'autre part, certaines dispositions ne se prêtent pas à l'exécution*
Lors du montage des parois de fours de section circu- laire, notamment de fours à tubes rotatifs, il est souvent particulièrement avantageux, en faisant le montage de l'en- semble du four ou de certaines parties, au moyen de pierres selon des caractéristiques de l'invention, d'utiliser des
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manières de @ pour les pierres montées l'une après l'autre dans la direction longitudinale, afin d'obtenir par cette disposition dans des cas déterminés des propriétés améliorées du four, par exemple des propriétés mécaniques perfectionnées de fixation.
Selon des .caractéristiques de l'invention, on peut utiliser, le cas échéant, alternativement des pierres acides, basiques ou neutres et basiques, à magnésite et à chrome-magnésite, et d'autres combinaisons. Des exemples de réalisation sont représentés dans les dessins schématiques, dans lesquels :
Les figures 1 à 3 représentent une pierre à rainure et à languette en vue frontale, en projection horizontale, en section et en vue latérale, partiellement coupée;
La figure 4 est la vue latérale d'une pierresen forme de prisme ;
Les figures-5 et 7 montrent deux pierres selon des caractéristiques de l'invention de longueur double, et
Les figures 6, 8 et 9 des types de montage de ces der- nières.
Dans la projection horizontale d'après la figure 2, on trouve une coupe 1 menée à travers la pierre selon des carac-.
- téristiques de l'invention, avec une saillie 2, un évidement 3, caractérisé par un angle de fiance d'environ 30 à 50 sur la surface correspondante de la pierre, angle qui peut être avantageusement de 45 . La tôle métallique 4 s'étend dans le cas particulier présenté, par la surface latérale munie de la saillie et par une surface latérale s'ajoutant verticalement à la première surface, mais la tôle peut aussi couvrir trois ou même les quatre surfaces de la pierre. La projection verti- cale de la figure 1 montre la forme trapézoïdale de l'évidement
3 avec les flancs 5. La section en biais, telle que montrée
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dans les figures 3 et 4, représente deux formes d'exécution possible : une pierre de forme conique 6 et une pierre de forme carrée 7.
La figure 3 est une section partielle qui ' représente une pierre constituée de deux parties de diffé- rentes matières, dans laquelle on pourrait, par exemple, re -' présenter en 8 une partie en matière isolante et en 9 une partie en matière hautement réfractaire.
La figure 5 représente une pierre de longueur double 10 munie de deux saillie s 11 d'un côté , et de deux évidements 12 du côté opposé. La figure 6 représente les modes de revêtement des parois réalisables avec de telles pierres. Ces pierres réfractaires peuvent être montées directement l'une sur l'au- tre (13) ou être déplacées de la moitié de la longueur d'une pierre (14) par rapport à l'autre.
La figure 7 représente aussi une pierre de longueur double 20 ; celle-ci possède cependant sur chacun des deux côtés de face une saillie 21 et un évidement 22. Avec une telle pierre on ne peut exécuter qu'un montage 23, (figure 8) où. une pierre est posée sur l'autre sans déplacement. Un déplacement de la moitié de la longueur d'une pierre par rap- port à l'autre ne serait possible qu'en utilisant des pierres de différentes dimensions. La disposition de la saillie et de 1'évidement d'après la figure 9 (en pointillé, 24 de la figure 7) ne permet aussi que la réalisation de la paroi avec dépla- cement de la moitié de la longueur d'une pierre par rapport à l'autre, conme représenté dans la figure 9.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits car elle est susceptible de variantes et de modifications.
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For the construction of furnaces, in particular circular section furnaces, and in particular rotary tube furnaces, the current trend is to enlarge the diameter of the furnace.
During the construction of the interior lining of such furnaces, having diameters of about 3 to 4 meters and more, the secure fixing of the refractory lining offering guarantees of safety against collapse following the dislocation of 3 . assembly of wedge-shaped stones, caused between
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others by shaking forces, manifesting themselves during the rotation of the furnace, present difficulties; these are mainly conditioned by the fact that the vault stones serving as coating are characterized by a low taper due to the low curvature of the coating.
Similar difficulties are encountered for other furnace models having large diameter vaults, such as furnaces which are used in steelworks.
Many methods are known for the purpose of securely supporting the cohesion of neighboring refractory stones, which are characterized by providing an anchoring of neighboring stones against each other. This fixation can be achieved by the fact that the wedge-shaped stones are provided with sheets, bonded together in a fixed manner, which forms a monolithic assembly of the stones under heat, or by the fact that the one obtains a mechanical fixing of the vault stones against each other by means of the choice of a corresponding profile of these stones.
Such mechanical fixation of the stones against each other is also obtained by the construction which uses refractory stones provided on one side with a groove in the form of a triangle at acute angles, seen from above, and the other side of a corresponding spring.
We also know conical stones surrounded by sheets; they are conical stones coated with sheets which are fixedly linked to the refractory material. These stones have the advantage of great precision (constancy of dimensions), an advantageous property for the manufacture of interior linings of rotary kilns;
however, it has been observed that the sole shape of wedges of such stones in the case of a coating of low curvature does not ensure a secure fixing of the stones between them, and this in particular as long as the stones are not yet sufficiently " cemented "by oxy-
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dation of their coating sheets. In principle, the aforementioned wedge-shaped stones, provided with protrusions at acute and triangular angles and corresponding recesses, ensure better anchoring of the stones to each other, especially if they are fired stones.
But these stones of special profile cannot, due to firing, be executed with the precision necessary to obtain annular and rotating interior linings with low curvature vault, corresponding to the requirement of sufficient strength to exclude the smallest movements between the stones. The use of mortar would certainly suppress these movements, but on the other hand would weaken the effect of the profile forma- tion of the stones. On the other hand, uncooked stones of this kind show at the start of an operation of the furnace a reduced resistance and this is dangerous, if a coating constituted by such stones is subjected to this additional alternating stress, occurring subsequently. the rotation of the lining wall of the furnace.
For a stone of this kind, having a recess on one side and a corresponding projection on the opposite side, the invention consists in particular in the fact that the stone is provided, at least on one side bearing the projection seen from above wedge-shaped, preferably trapezoidal or the corresponding recess, of an oxidizable sheet, known as such and in close bond with the refractory material; the angle formed by the protrusion or recess on the corresponding surface bearing the projection or recess is about 30 to 50.
Tongue-and-groove stones, as well as plate-clad stones with acutely angled anchor protrusions as seen from above, and corresponding recesses, are not new. However, the invention consists
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in particular in the fact of giving for such stones provided with sheets, a completely determined formation of the sides of the anchoring projections and of the corresponding recesses.
By the fact that these flanks are inclined at a relatively small angle, that is to say at an angle much less than 90, on the front surface connecting them to the stone, advantages are not only obtained at from the point of view of the press manufacturing technique, but also a simplification of assembly of the stones constituting the lining of the furnace; in fact, it is no longer necessary thus to mount in une'direction perpendicular to the surface, each stone on the neighboring stone, which is provided with the complement either of the projection or of the recess. It is now possible, thanks to the above-mentioned inclination, to put the stone laterally, in inclined direction, in its final position.
It has been found that this type of assembly is first of all an advantageous simplification and that, on the other hand, some minor possibilities of movement are maintained in the finished and still cold coating; these allow the stones to move on heating, against each other in the appropriate final position, where eventually they stick together, and thus largely suppress a major cause of premature wall deficiencies furnace: this temporary possibility of movement reduces undesirable internal tensions in the wall - it should not be confused with the permanent drawbacks of movements from previous constructions.
This aim of achieving this movement of the stones against each other at the outset is even better achieved if they are mounted by interposing elastic layers or if the sheets are made deformable.
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For certain walls of rotary tube furnaces, it turns out to be advantageous for the refractory stones to consist radially in several sections; in this known manner, the different sections are made of different materials. Thus, the stones have been chosen for certain furnaces in such a way that they constitute two zones, where the section of the hearth side consists of highly refractory stones, for example magnesite, chromium-magnesite, etc. and the section close to the oven jacket by insulating materials. The latter method of distributing the stones has the advantage that the furnace jacket does not heat up so much, since the isolation zone causes a marked drop in temperature.
The same stone, on the other hand, consisting only of highly refractory material, would give significantly higher liner temperatures, due to its greater thermal conductivity. This assembly of stones, known as such, can also be used in the present example of an embodiment.
For high internal temperatures there is, as we know, the danger of bursts due to the tensions in the fire side of the stones. These bursts can. be prevented or greatly reduced. the fact that the stone is provided inside with one or more metal devices, extending at least a part of the height of the stone. by such inferior devices, the stone is subdivided into smaller parts. Thus, the possible formation of slits is localized to more restricted parts and the danger of bursting, in particular of larger fragments, is markedly reduced. By oxidation of these interior elements, further fixation and stabilization of the various parts of the stones are also obtained.
This set of stones can also be used within the framework of the invention.
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When loading refractory pyrotechnics, it is of paramount importance to shorten the loading time without loss of quality, as this can shorten the furnace stops. According to characteristics of the invention, attempts have been made, for this reason, to arrange the refractory bricks in the direction of the longitudinal axis of the furnace, over a length double that of that usually used. These tests have led to surprising successes, since it has not only been possible to reduce the loading time very significantly, but also to improve the quality of the coating of the wall.
These stones can be prepared according to features of the invention in such a way that they are provided on a surface of double length, only with a trapezoidal protrusion and a recess corresponding to the opposite surface, or with two protrusions or a protrusion and a trapezoidal shaped recess on one surface, and two recesses, or a corresponding recess and a corresponding protrusion on the other surface.
It is then pos-. possible to achieve with such stones, different mounting systems, while arranging the stones either directly one after the other, or by moving half of its length a stone relative to the other, or by making converge on the surface in the same direction or in various directions the trapezoidal protrusions or recesses.
In each case, certain provisions have a particular advantage; on the other hand, some provisions do not lend themselves to execution *
When mounting the walls of ovens of circular cross-section, in particular rotary tube kilns, it is often particularly advantageous, by mounting the entire kiln or certain parts, by means of stones according to characteristics. of the invention, to use
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@ ways for stones mounted one after the other in the longitudinal direction, in order to obtain by this arrangement in specific cases improved properties of the furnace, for example improved mechanical properties of fixing.
According to characteristics of the invention, it is possible to use, where appropriate, alternately acidic, basic or neutral and basic stones, containing magnesite and chromium-magnesite, and other combinations. Exemplary embodiments are shown in the schematic drawings, in which:
Figures 1 to 3 show a tongue and groove stone in front view, in horizontal projection, in section and in side view, partially cut away;
Figure 4 is the side view of a prism shaped stone;
Figures-5 and 7 show two stones according to characteristics of the invention of double length, and
Figures 6, 8 and 9 show the types of assembly of the latter.
In the horizontal projection according to figure 2, there is a section 1 led through the stone according to charac-.
- Characteristics of the invention, with a projection 2, a recess 3, characterized by an engagement angle of approximately 30 to 50 on the corresponding surface of the stone, an angle which may advantageously be 45. The metal sheet 4 extends in the particular case presented, by the lateral surface provided with the projection and by a lateral surface adding vertically to the first surface, but the sheet can also cover three or even all four surfaces of the stone. . The vertical projection of figure 1 shows the trapezoidal shape of the recess
3 with sidewalls 5. The angled section, as shown
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in Figures 3 and 4, shows two possible embodiments: a conical stone 6 and a square stone 7.
Fig. 3 is a partial section which shows a stone made of two parts of different materials, in which one could, for example, present in 8 a part in insulating material and in 9 a part in highly refractory material. .
FIG. 5 shows a double length stone 10 provided with two projections 11 on one side, and two recesses 12 on the opposite side. FIG. 6 represents the methods of coating the walls that can be produced with such stones. These refractory bricks can be mounted directly on top of each other (13) or can be moved half the length of one stone (14) relative to the other.
FIG. 7 also shows a stone of double length 20; however, it has on each of the two front sides a projection 21 and a recess 22. With such a stone one can only perform an assembly 23, (Figure 8) where. one stone is placed on top of the other without displacement. Moving half the length of one stone in relation to another would only be possible using stones of different sizes. The arrangement of the projection and the recess according to figure 9 (dotted line, 24 in figure 7) also only allows the realization of the wall with displacement of half the length of a stone by compared to the other, as shown in figure 9.
The invention is not limited to the examples described because it is susceptible of variations and modifications.