FR2691791A1 - Refractory lining of beams for ovens, especially metallurgical and ceramic. - Google Patents
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Abstract
Description
1 - La présente invention est relative à un mode de réalisation de pièces1 - The present invention relates to an embodiment of parts
faisant partie d'installations sidérurgiques et notamment pour des fours métallurgiques ou céramiques. Ces pièces constituent plus précisément le garnissage de longerons mobiles devant servir au déplacement des produits sidérurgiques Dans un four traditionnel métallurgique, les produits bruts sous forme de brames ou de billettes doivent subir un échauffement progressif, avant leur transformation et leur passage dans des trains de laminoir à chaud, en produits élaborés10 tels que tôles, fils, étirés Dans le cas d'un four pour céramique, ces garnissages assurent un temps de séjour suffisant donc une cuisson optimale des pièces diverses de céramique. Actuellement, le transfert dans les différentes zones d'un four est assuré par le déplacement de poutres mobiles que l'on being part of steel installations and in particular for metallurgical or ceramic furnaces. These parts more precisely constitute the lining of mobile beams to be used for the movement of steel products In a traditional metallurgical furnace, the raw products in the form of slabs or billets must undergo gradual heating, before their transformation and their passage in rolling mill trains hot, in processed products10 such as sheets, wires, drawn In the case of a ceramic furnace, these linings provide sufficient residence time and therefore optimum firing of the various pieces of ceramic. Currently, the transfer in the various zones of an oven is ensured by the displacement of mobile beams that are
nomme longerons La cinétique du déplacement s'assimile à un mouvement de va et vient connu sous le terme de "pas de pélerin". nomons spars The kinetics of displacement is assimilated to a back and forth movement known by the term "no pilgrim".
Ces poutres doivent non seulement supporter les masses importantes et l'inertie résultante du mouvement, mais surtout posséder une excellente tenue à l'abrasion thermique compte tenu des hauts20 niveaux de température atteints, compris entre 1200 e C et 1350 a C, des temps de séjour importants dans une atmosphère souvent oxydante. Toutes ces contraintes thermo-mécaniques imposent aux utilisateurs de ces fours une réfection périodique du garnissage constituant les longerons Les garnissages connus sont généralement constitués d'un seul bloc de béton réfractaire coulé ou rapporté in situ au sein de la structure du longeron. Ces bétons ne possèdent pas de caractéristiques particulières suivant les zones du longeron en contact avec le These beams must not only support the large masses and the inertia resulting from the movement, but above all have an excellent resistance to thermal abrasion taking into account the high temperature levels reached, between 1200 e C and 1350 a C, times of important stays in an often oxidizing atmosphere. All these thermo-mechanical constraints impose on the users of these ovens a periodic repair of the lining constituting the beams. The known linings generally consist of a single block of refractory concrete poured or added in situ within the structure of the beam. These concretes do not have any particular characteristics depending on the areas of the spar in contact with the
produit à véhiculer, en effet certaines seront plus sensibles à l'abrasion thermique et d'autres à une érosion mécanique. product to be transported, indeed some will be more sensitive to thermal abrasion and others to mechanical erosion.
Lors de la réfection, d'une part, les blocs de béton, de masse non négligeable, sont souvent d'un accès difficile, ne facilitant pas la tâche des utilisateurs et d'autre part étant d'un seul tenant, ces derniers sont amenés à changer plus que 2 - During the repair, on the one hand, the concrete blocks, of considerable mass, are often of difficult access, not facilitating the task of the users and on the other hand being in one piece, they are caused to change more than 2 -
nécessaire rendant l'opération coûteuse. necessary making the operation expensive.
La présente invention se propose d'améliorer et de simplifier le processus de remise en état des garnissages de longerons, par l'emploi, de blocs de garnissage préalablement 5 réalisés en atelier et coulés in situ, aisément manipulables Ces garnissages ont la particularité d'être constitués par un assemblage de bétons réfractaires et composites possédant leurs caractéristiques propres. L'invention a donc pour objet un garnissage réfractaire de longerons pour four métallurgique et céramique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage d'éléments composites soit prémoulés en atelier, soit coulés sur site, de forme globalement parallélépipédique et il comprend en outre, tout d'abord un anneau à base de béton réfractaire alumineux à gros agrégats, l'espace évidé en son centre est rempli au montage d'une matière isolante, l'ensemble repose sur sa face inférieure sur une structure The present invention proposes to improve and simplify the process of reconditioning the side member linings, by the use of lining blocks previously produced in the workshop and cast in situ, easy to handle. These linings have the particularity of be made up of an assembly of refractory and composite concretes with their own characteristics. The invention therefore relates to a refractory lining of beams for metallurgical and ceramic furnaces, characterized in that it consists of an assembly of composite elements either pre-molded in the workshop, or cast on site, of generally parallelepipedal shape and it further includes, first of all a ring based on aluminous refractory concrete with large aggregates, the space hollowed out in its center is filled when mounting an insulating material, the assembly rests on its underside on a structure
métallique liée au dispositif de déplacement desdits longerons, tandis que la face supérieure dudit assemblage est coiffée par un bloc de béton alumineux, le sandwich ainsi formé est traversé sur20 toute son épaisseur par une pluralité de moyens de fixation et de blocage. metallic linked to the movement device of said beams, while the upper face of said assembly is capped by a block of aluminous concrete, the sandwich thus formed is traversed over its entire thickness by a plurality of fixing and blocking means.
D'autres caractéristiques et avantages de ces garnissages apparaîtront à travers la description qui suit d'un mode Other characteristics and advantages of these linings will become apparent from the following description of a mode
d'élaboration, donné à titre indicatif et non limitatif Sur les25 figures: la figure 1 est une vue en coupe d'un élément de garnissage pour longeron; la figure 2 est une vue en élévation plane de ce même of elaboration, given by way of nonlimiting indication On the figures: FIG. 1 is a sectional view of a lining element for spar; Figure 2 is a plan elevational view of the same
élément de garnissage.packing element.
Selon un mode préféré de réalisation de ces garnissages pour longerons, on dispose sur la structure métallique liée au mécanisme de déplacement de ces longerons et sur une embase en béton 4 solidaire de cette même structure métallique situés dans le four, un anneau 2 constitué de béton réfractaire alumineux, de35 forme globalement parallélépipédique, qui est fabriqué et séché en atelier, ce qui leur confère une tenue mécanique optimum 3 - contr 8 lée L'espace 3 évidé en son centre est soit rempli au montage d'un béton isolant 14, soit comblé par un empilement de briques isolantes capables aussi de résister à une température voisine de 12000 C, tout cet ensemble repose sur sa face inférieure 6 sur ladite structure, tandis que la face supérieure 5 est According to a preferred embodiment of these linings for side rails, there is on the metal structure linked to the movement mechanism of these side rails and on a concrete base 4 secured to this same metal structure located in the furnace, a ring 2 made of concrete aluminous refractory, of generally parallelepiped shape, which is manufactured and dried in the workshop, which gives them optimum mechanical strength 3 - contr 8 lée The space 3 hollowed out in its center is either filled when mounting an insulating concrete 14, or filled by a stack of insulating bricks also capable of withstanding a temperature close to 12000 C, this whole assembly rests on its lower face 6 on said structure, while the upper face 5 is
surmontée par un bloc de béton alumineux 1 coulé in situ. surmounted by a block of aluminous concrete 1 cast in situ.
Les faces latérales du noyau central 14 en contact avec celles de l'anneau 2 sont recouvertes d'un joint de dilatation The lateral faces of the central core 14 in contact with those of the ring 2 are covered with an expansion joint
thermique et mécanique, notamment réalisé à l'aide de paraffine. thermal and mechanical, in particular produced using paraffin.
Les faces supérieure 5 et inférieure 6, en regard respectives de la couche de béton 1 et de la structure 4, sont coiffées de plaques de carton 5 ' et de fibrecéramiques 6 ' constituant des The upper 5 and lower 6 faces, facing the concrete layer 1 and the structure 4 respectively, are covered with cardboard plates 5 ′ and ceramic fibers 6 ′ constituting
joints de dilatation mécanique.mechanical expansion joints.
La face supérieure de l'anneau 2 comprend sur toute sa périphérie une pluralité de cavités borgnes 11 dont les faces latérales 17 sont à dépouilles négatives, telles que notamment du type queue d'aronde, ces cavités se remplissent postérieurement par le béton de la couche supérieure 1, créant ainsi des points d'ancrage indémontables, ce système de construction annule le phénomène "d'arrachage" constaté en exploitation et causé par le collage des brames et des billettes sur lesdits longerons L'empilement constitué par l'anneau 2, la couche supérieure de béton 1, le bâti 4 et sa structure métallique, est traversé sur toute son épaisseur par une pluralité de moyens 7 assurant la The upper face of the ring 2 comprises over its entire periphery a plurality of blind cavities 11, the lateral faces 17 of which are with negative undercuts, such as in particular of the dovetail type, these cavities are subsequently filled with the concrete of the layer upper 1, thus creating non-removable anchor points, this construction system cancels the "tearing-out" phenomenon observed in operation and caused by the sticking of slabs and billets on said spars The stack formed by the ring 2, the upper layer of concrete 1, the frame 4 and its metallic structure, is traversed over its entire thickness by a plurality of means 7 ensuring the
fixation et le blocage de l'ensemble. fixing and blocking of the assembly.
Ces moyens de fixation 7 sont pourvus d'ancrages de grande longueur, éventuellement en plusieurs morceaux, solidarisés en leur extrémité commune par une bague 8 qui peut être filetée Ces ancrages sont conformés en "arbre de Noêl", les parties faisant saillie 9 sur la tige principale servent de pattes de scellement aux couches de béton coulées en atelier ou in situ L'une des extrémités de ces moyens de fixation débouche au travers de la structure métallique du longeron et est munie de dispositifs de These fixing means 7 are provided with very long anchors, possibly in several pieces, joined at their common end by a ring 8 which can be threaded. These anchors are shaped like a "Christmas tree", the parts protruding 9 from the main rod serve as sealing tabs for the layers of concrete poured in the workshop or in situ One of the ends of these fixing means opens out through the metal structure of the spar and is fitted with
compensation 9 ', notamment choisis parmi les rondelles élastiques. 9 ′ compensation, notably chosen from elastic washers.
On prévoit en outre des pattes de fixation 10 sur la plaque de fibrecéramiques 6 ', similaires aux pattes de scellement 9, 4 - dirigées vers l'extérieur et devant être noyées par la matière In addition, fixing lugs 10 are provided on the ceramic fiber plate 6 ′, similar to the sealing lugs 9, 4 - directed outwards and having to be embedded in the material.
isolante remplissant l'espace évidé 3. insulation filling the hollow space 3.
La face supérieure 16 de la couche de béton 1 couvrant l'anneau 2 et le béton isolant 14 ou l'empilement de briques, de l'espace 3 comprend un évidement central 13, s'étendant sur toute la longueur du garnissage, destiné à réduire et à limiter l'effet destructeur des points d'appui du produit sur le réfractaire d'une part, et à réduire les zones d'ombre sur les brames ou billettes The upper face 16 of the concrete layer 1 covering the ring 2 and the insulating concrete 14 or the stack of bricks, of the space 3 comprises a central recess 13, extending over the entire length of the lining, intended for reduce and limit the destructive effect of the points of support of the product on the refractory on the one hand, and reduce the gray areas on the slabs or billets
d'autre part.on the other hand.
Par ailleurs, compte tenu des hauts niveaux de température atteints et des risques d'érosion possibles, on pratique sur les faces latérales extérieures de l'anneau 2 des usinages 12 en forme de biseau devant permettre la déflection des scories en dehors de Furthermore, taking into account the high temperature levels reached and the possible risks of erosion, machining operations 12 in the form of a bevel are carried out on the outer lateral faces of the ring 2 which should allow the slag deflection outside of
la zone des mécanismes assurant le mouvement des longerons. the area of the mechanisms ensuring the movement of the side members.
L'anneau 2 est constitué d'un béton réfractaire alumineux à gros agrégats titrant entre 35 et 70 % d'alumine, destiné à encaisser les contraintes thermo-mécaniques, tandis que l'espace évidé 3 est rempli soit d'un béton 14, soit d'un empilement de briques, possédant des propriétés isolantes, dévolu à limiter le The ring 2 consists of an aluminous refractory concrete with large aggregates titrating between 35 and 70% of alumina, intended to absorb the thermo-mechanical stresses, while the hollow space 3 is filled with either a concrete 14, either a stack of bricks, having insulating properties, intended to limit the
flux thermique.heat flow.
Cet ensemble de construction de garnissages autorise le remplacement local d'un ou plusieurs éléments endommagés grâce au démontage des systèmes de fixation 7, de limiter les zones d'érosion et de fissuration grâce à la construction en couches 1, 2, 4, une protection efficace des zones mécaniques en mouvement. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et réalisés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes; ce principe de construction d'éléments de garnissages, très économique en maintenance et en coût de fabrication, peut également s'appliquer à divers fours de métallurgie, qu'ils soient à sole mobile, This set of packings construction allows the local replacement of one or more damaged elements thanks to the disassembly of the fastening systems 7, to limit the erosion and cracking zones thanks to the construction in layers 1, 2, 4, protection effective mechanical areas in motion. It remains to be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described and produced above, but that it encompasses all variants thereof; this principle of construction of packing elements, very economical in maintenance and in manufacturing cost, can also be applied to various metallurgical furnaces, whether they have movable hearths,
tournante, fixe, et à des fours de pétrochimie. rotating, stationary, and petrochemical furnaces.
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