FR2807151A1 - REFRACTORY LINING FOR FURNACES CONTAINING FUSED METAL - Google Patents

REFRACTORY LINING FOR FURNACES CONTAINING FUSED METAL Download PDF

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Abstract

A refractory lining for a furnace containing molten metal, having a face plated to the inside of the steel plate wall of the furnace and a face in contact with the molten metal, comprises a first assembly of an insulating layer (1), a highly insulating layer (2) and a metal side and a second assembly of one or more dense layers (5) non-wettable by the molten metal. Between these two assemblies it incorporates at least one insulating or non-insulating refractory layer (3) strengthened by a reinforcing medium. By preference the reinforcing medium is a metallic or non-metallic lattice or reinforcing fibres. An Independent claim is included for a furnace incorporating such a refractory lining.

Description

I La présente invention concerne un garnissage réfractaire pour des foursI The present invention relates to a refractory lining for ovens

contenant du métal liquide.containing liquid metal.

Le garnissage actuel de ce type de four, plaqué sur la face interne de la tôle extérieure du four et au contact du métal en fusion est composé successivement de: - une ou plusieurs couches isolantes en matériaux réfractaires du côté de  The current lining of this type of oven, plated on the internal face of the external sheet of the oven and in contact with the molten metal is successively composed of: - one or more insulating layers of refractory materials on the side of

la tôle.prison.

- facultativement de couches de sécurité semi-isolantes ou isolantes assurant la non mouillabilité par le métal en fusion des couches isolantes  - optionally semi-insulating or insulating safety layers ensuring non-wettability by the molten metal of the insulating layers

précédentes.previous.

- couches denses non-mouillables par le métal en fusion.  - dense layers not wettable by molten metal.

Un tel garnissage présente cependant certains inconvénients ou défauts à savoir: - résistance et longévité insuffisantes dues à des fissurations des couches  However, such a lining has certain drawbacks or defects, namely: - insufficient strength and longevity due to cracking of the layers

denses.dense.

- Performances limitées du four.- Limited oven performance.

- Pertes de chaleur.- Heat loss.

- L'invention pallie les inconvénients par un garnissage réfractaire pour des fours contenant du métal en fusion, le dit garnissage ayant une face plaquée à l'intérieur de la paroi en tôle du four et une face en contact avec le métal en fusion, garnissage du type comportant, côté tôle, un premier ensemble de couches isolantes (1) et très isolantes (2) et côté métal, un deuxième ensemble de une ou plusieurs couches denses (5) non mouillables par le métal en fusion, caractérisé en ce que, entre les deux ensembles, il comporte au moins une couche réfractaire (3)  - The invention overcomes the drawbacks with a refractory lining for furnaces containing molten metal, said lining having a face pressed inside the sheet metal wall of the furnace and a face in contact with the molten metal, lining of the type comprising, on the sheet side, a first set of insulating (1) and very insulating (2) layers and on the metal side, a second set of one or more dense layers (5) not wettable by molten metal, characterized in that , between the two assemblies, it comprises at least one refractory layer (3)

isolante ou semi isolante armée par un moyen de renfort.  insulating or semi-insulating reinforced by a reinforcement means.

- Le garnissage selon l'invention peut en outre comporter entre la couche  - The lining according to the invention may also comprise between the layer

armée et l'ensemble de couches denses, une couche très isolante.  army and the set of dense layers, a very insulating layer.

- L'invention concerne également un four isolé par un tel garnissage et  - The invention also relates to an oven isolated by such a lining and

éventuellement combiné avec l'action de thermo plongeurs.  possibly combined with the action of thermo plungers.

On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en  The invention will be better understood using the description below made in

référence aux figures annexées suivantes: - Figure 1: croquis montrant en coupe transversale un garnissage de l'art antérieur. - Figure 2: croquis montrant en coupe transversale un garnissage selon l'invention. Afin de mieux comprendre l'efficacité d'un garnissage selon l'invention, ses  reference to the following appended figures: - Figure 1: sketch showing in cross section a lining of the prior art. - Figure 2: sketch showing in cross section a packing according to the invention. In order to better understand the effectiveness of a packing according to the invention, its

performances sont comparées à celles d'un garnissage de l'art antérieur.  performances are compared to those of a lining of the prior art.

On se rapporte d'abord à la figure 1.  We first refer to Figure 1.

Le garnissage de l'art antérieur cité en exemple comporte: - Deux ou plusieurs couches isolantes (a) (b) successives dont la couche (a) est plaquée contre la tôle (t) extérieure du four  The lining of the prior art cited as an example comprises: - Two or more successive insulating layers (a) (b), the layer (a) of which is pressed against the outer sheet (t) of the furnace

- Une couche isolante (c) de sécurité.  - An insulating safety layer (c).

- Deux couches (d) (e) successives dont la dernière couche (e) au contact  - Two successive layers (d) (e) of which the last layer (e) in contact

du métal liquide, est saine (non fissurée).  liquid metal, is healthy (not cracked).

Leurs caractéristiques sont indiquées à titre d'exemple dans le tableau suivant. Réf. Couche Qualité A [Wlm.K] Épaisseur [m] T [C] a Isolante 0. 08 0.030 63.82 b Très isolante 0.1 0.050 197.84 c Isolante 0.1 0.050 376. 83 d Isolante 0.1 0.070 555.22 e Dense non mouillable par 1.94 0.100 711. 58 le métal et saine. Epaisseur totale 0.300 [m] On se rapporte à présent à la figure 2 correspondant à un exemple non limitatif de l'invention et qui comporte successivement: - deux ou plusieurs couches isolantes (1) et très isolante (2) dont la couche (1) du côté de la tôle (6) extérieure du four (analogues aux  Their characteristics are shown by way of example in the following table. Ref. Quality layer A [Wlm.K] Thickness [m] T [C] a Insulation 0. 08 0.030 63.82 b Very insulating 0.1 0.050 197.84 c Insulating 0.1 0.050 376. 83 d Insulating 0.1 0.070 555.22 e Dense not wettable by 1.94 0.100 711. 58 metal and healthy. Total thickness 0.300 [m] We now refer to FIG. 2 corresponding to a nonlimiting example of the invention and which successively comprises: - two or more insulating (1) and very insulating (2) layers including the layer (1 ) on the side of the outer sheet (6) of the oven (similar to

couches (a) et (b) précédentes).layers (a) and (b) above).

- une couche armée (3) isolante ou semi-isolante dont le matériau isolant est renforcé par tout moyen de renfort par exemple choisi dans l'ensemble [treillis (métallique ou non métallique), fibres de renfort (métalliques ou non métalliques)]. Cette couche armée (3) supprime la couche isolante (c) du cas précédent. En effet, de façon surprenante, en plus de son rôle de renfort mécanique elle augmente l'isolation thermique et assure une fonction de sécurité garantissant la non mouillabilité du réfractaire par le métal en fusion. Son coefficient 2 de conductibilité thermique pourra être choisi dans l'intervalle [0.35 2.5] avec une valeur préférentielle voisine de 1 par exemple comprise  - an insulating or semi-insulating reinforced layer (3), the insulating material of which is reinforced by any reinforcing means, for example chosen from the set [mesh (metallic or non-metallic), reinforcing fibers (metallic or non-metallic)]. This reinforced layer (3) removes the insulating layer (c) from the previous case. Indeed, surprisingly, in addition to its role of mechanical reinforcement, it increases the thermal insulation and provides a safety function guaranteeing the non-wettability of the refractory by the molten metal. Its coefficient 2 of thermal conductivity can be chosen in the interval [0.35 2.5] with a preferential value close to 1, for example included

entre 1 et 1.1 W/m.K.between 1 and 1.1 W / m.K.

- une couche très isolante (4) optionnelle remplaçant la couche isolante (d) du cas précédent. - une couche dense (5) non mouillable par le métal correspondant à la  - an optional highly insulating layer (4) replacing the insulating layer (d) of the previous case. - a dense layer (5) not wettable by the metal corresponding to the

couche (e) du cas précédent.layer (e) of the previous case.

Les caractéristiques des couches (1) à (5) sont reprises à titre d'exemple non limitatif dans le tableau suivant: Réf. couche Qualité A [W/m.K] Épaisseur Tq [OC] T [C] (ri) [m] avec couche avec couche  The characteristics of layers (1) to (5) are given by way of nonlimiting example in the following table: Ref. layer Quality A [W / m.K] Thickness Tq [OC] T [C] (ri) [m] with layer with layer

(5) saine. (5) fissurée.(5) healthy. (5) cracked.

1 Isolante 0.021 0.015 63.22 73.63 2 Très isolante 0.08 0.050 314.57 393. 37 3 Armée et non 1.06 0.080 534 673.14 mouillable 4 Très isolante 0.035 0.015 581.05 706.93 Dense et non 1.94 0.100 711.86 706.93 mouillable Épaisseur Totale 0.260 [m] Les températures sont des températures moyennes vérifiées expérimentalement. Les deux dernières colonnes indiquent les températures des couches respectivement dans le cas o la couche dense est saine et dans le cas o elle est  1 Insulating 0.021 0.015 63.22 73.63 2 Very insulating 0.08 0.050 314.57 393. 37 3 Army and not 1.06 0.080 534 673.14 wettable 4 Very insulating 0.035 0.015 581.05 706.93 Dense and not 1.94 0.100 711.86 706.93 wettable Total thickness 0.260 [m] Temperatures are temperatures averages verified experimentally. The last two columns indicate the temperatures of the layers respectively in the case where the dense layer is healthy and in the case where it is

1 s fissurée.1 s cracked.

Dans le cas o cette couche dense (5) est fissurée, une température d'environ 70 à 75 de la couche 1 et de la tôle extérieure est acceptable et le four  In the case where this dense layer (5) is cracked, a temperature of about 70 to 75 of the layer 1 and the outer sheet is acceptable and the oven

peut continuer à fonctionner sans nécessiter d'intervention.  can continue to operate without requiring intervention.

La couche armée (3) joue son rôle et peut tenir plus durablement sans perte  The reinforced layer (3) plays its role and can last longer without loss

énorme d'isolation et d'énergie.huge isolation and energy.

Un garnissage du type de l'invention permet de construire pour une épaisseur totale moindre ou égale des parois de fours très isolantes, tout en offrant une grande sécurité de fonctionnement, une durée de vie accrue, un gain d'énergie important. L'économie d'énergie peut être encore augmentée en combinant l'action du garnissage selon l'invention avec l'emploi de thermoplongeurs immergés dans le  A lining of the type of the invention makes it possible to construct, for a total thickness less than or equal, walls of highly insulating ovens, while offering great operating safety, an increased service life, a significant energy saving. The energy saving can be further increased by combining the action of the lining according to the invention with the use of immersion heaters immersed in the

métal liquide.liquid metal.

Dans toute la description et les revendications, les qualificatifs  Throughout the description and the claims, the qualifiers

"semi isolante " et " très isolantes " peuvent être attribués à des couches dont le coefficient de conductibilité thermique ( A,) est:  "semi-insulating" and "very insulating" can be attributed to layers whose coefficient of thermal conductivity (A,) is:

- environ [1 2.5] W/m.K pour une couche semi isolante.  - approximately [1 2.5] W / m.K for a semi-insulating layer.

- environ [0.35] W/m.K pour une couche isolante.  - approximately [0.35] W / m.K for an insulating layer.

- environ < 0.35 W/m.K pour une couche très isolante.  - approximately <0.35 W / m.K for a very insulating layer.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Garnissage réfractaire pour des fours contenant du métal en fusion, le dit garnissage ayant une face plaquée à l'intérieur de la paroi en tôle du four et une face en contact avec le métal en fusion, garnissage du type comportant, côté tôle, un premier ensemble de couches isolantes (1) et très isolantes (2) et côté métal, un deuxième ensemble de une ou plusieurs couches denses (5) non mouillables par le métal en fusion, caractérisé en ce que, entre les deux ensembles, il comporte au moins une couche réfractaire (3) isolante  1. Refractory lining for furnaces containing molten metal, said lining having a face pressed inside the sheet metal wall of the furnace and a face in contact with the molten metal, lining of the type comprising, sheet side, a first set of insulating layers (1) and very insulating (2) and on the metal side, a second set of one or more dense layers (5) not wettable by molten metal, characterized in that, between the two sets, includes at least one insulating refractory layer (3) ou semi isolante armée par un moyen de renfort.  or semi-insulating reinforced by a reinforcement means. 2. Garnissage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen  2. Packing according to claim 1 characterized in that the means de renfort est choisi dans l'ensemble (treillis, fibres de renfort).  reinforcement is chosen from the set (mesh, reinforcing fibers). 3. Garnissage selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce  3. Packing according to one of claims 1 to 2 characterized in qu'il comporte en outre, entre la couche armée (3) et l'ensemble de  that it further comprises, between the reinforced layer (3) and the assembly of couches denses, une couche très isolante (4).  dense layers, a very insulating layer (4). 4. Garnissage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce  4. Packing according to one of claims 1 to 3 characterized in que le coefficient A de la couche armée (3) est compris dans  that the coefficient A of the reinforced layer (3) is included in l'intervalle [0.35 W/m.K 2,5 W/m.K].  the interval [0.35 W / m.K 2.5 W / m.K]. 5. Garnissage selon la revendication 4 caractérisé en ce que le  5. Packing according to claim 4 characterized in that the coefficient 2 est de préférence compris entre 1 et 1.1 W/m.K.  coefficient 2 is preferably between 1 and 1.1 W / m.K. 6. Garnissage selon l'une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce  6. Packing according to one of claims 4 to 5 characterized in that que le coefficient A de la couche très isolante (4) est < 0.35 W/m.K.  that the coefficient A of the highly insulating layer (4) is <0.35 W / m.K. 7. Four industriel pour la fusion du métal caractérisé en ce que sa paroi est isolée intérieurement par un revêtement selon l'une des  7. Industrial oven for melting metal, characterized in that its wall is internally insulated by a coating according to one of the revendications 1 à 6.claims 1 to 6. 8. Four selon la des revendications 7 caractérisé en ce que le  8. Oven according to claim 7 characterized in that the garnissage est combiné avec l'action de thermoplongeurs.  packing is combined with the action of immersion heaters.
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