LU81761A1 - Procede de revetement de la paroi interne d'un four ou appareil analogue - Google Patents
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Description
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La presente invention due à la collaboration de M. MAISONNAVE,Ingénieur divisionnaire à l'Usine de Dunkerque de la Société Demanderesse, concerne des fours comportant normalement des parois garnies sur leur face interne de matériaux réfrac-5 taires ou semi-réfractaires.
L'entretien des fours dans lesquels est effectué le traitement de charges abrasives, à moyenne ou haute températu-» * re, comme c'est le cas dans les fours verticaux à chaux, à dolomie, à chamotte, à magnésie, etc.,, mais aussi dans les fours tournants 10 horizontaux à ciment et autres, et de façon encore plus nette dans les hauts fourneaux, nécessite la remise en état fréquente de leurs revêtements réfractaires, étant donné les sollicitations extrêmes auxquelles ils sont soumis.
Dans certaines zones d'usure préférentielle, 15 il arrive que ces revêtements soient détruits jusqu'à la tôlerie, dans un temps très court et, en tout cas, inférieur à la durée de vie du reste de la maçonnerie. Aussi, afin d'éviter la réfection complète trop fréquente de ces revêtements,de nombreuses méthodes de réparation ont elles été imaginées.
20 Dans un premier procédé, on vide totalement ou partiellement la charge, et l'on projette par voie pneumatique un béton réfractaire convenable contre les parois du four, à partir de l'intérieur de celui-ci.
Les inconvénients d'un tel procédé résident 25 dans l'interruption du fonctionnement de l'appareil,les consommations et manutentions supplémentaires de matières traitées, et aussi dans la difficulté de mise en oeuvre d'une telle opération, 2
Un second procédé consiste à injecter,par voie mécanique,pneumatique ou autre, à partir de l'extérieur du four et à travers des orifices ménagés à cet effet, un mélange réfractaire non façonné, On espère que cette matière, adhérant à la 5 paroi, forme avec la charge sur une certaine épaisseur, un conglomérat susceptible de protéger la paroi pendant un certain temps. En général, la durée de vie de ces dépôts est brève, ce qui s'explique aisément par la faible résistance de leur accrochage vis-à-vis des forces d'entrafhement dues au mouvement de la charge, s'ap-10 pliquant sur l'excroissance hétérogène obtenue par cette voie.
Plus récemment, on a proposé un procédé qui consiste, afin de pallier en partie l'inconvénient précité, à introduire dans le four un produit relativement fluide, comme ci-dessus, mais en le projetant contre la paroi à l'aide de dispositifs 15 appropriés. Une telle solution améliore la qualité de la liaison avec la paroi,mais n'élimine pas l'inconvénient d'emprisonner les constituants de la charge et n'assure qu'une répartition aléatoire du produit de traitement. De plus,l'obligation de disposer d'un mélange plus fluide compromet la prise rapide de l'applica-20 tion, surtout lorsque le potentiel thermique disponible est faible.
L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients des divers procédés déjà connus, analysés ci-dessus.
Elle porte sur un procédé d'entretien et de réfection pouvant aller jusqu'à la reconstitution du revêtement 25 réfractaire d'un four ou appareil analogue, suivant lequel on injecte d'abord dans le four un premier produit, destiné à consti-. tuer avec la charge une surface continue provisoire contre la paroi à traiter, puis on introduit sous pression, entre cette couche v et la paroi du four un deuxième produit destiné à former le revê-- 20 tement final.
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On met à profit dans cette seconde phase la compressibilité de la charge pour que le produit de revêtement la repousse à une distance suffisante de la paroi, et occupe l'intervalle ainsi créé, 5 L’invention va d'ailleurs être décrite plus en détail ci-dessous, en se référant au dessin annexé, donné à titre d'exemple, et dont la Figure unique est un schéma illustrant le procédé suivant l'invention.
On voit sur ce dessin un élément de paroi d'un 10 four,qui peut.par exemple, être un haut fourneau,comportant une enveloppe métallique extérieure 1 garnie d'un revêtement réfractaire 2,lequel peut avoir complètement disparu, comme repré-senté dans une zone 2 .Des orifices 3 sont ménagés dans cette paroi pour permettre l'injection des produits de traitement. A 15 l'intérieur du four se trouve une charge 4 dont la nature dépend, bien entendu, de l'usage du four considéré.
Suivant l'invention,on procède de la façon suivante pour protéger, entretenir ou reconstituer le revêtement du four : 20 - On effectue, tout d'abord, à travers les orifi ces 3 et au moyen d'un dispositif convenable, mécanique,pneumatique ou autre, l'injection d'un premier produit 5 destiné à remplir, de proche en proche, au fur et à mesure qu'il est introduit, les porosités de la charge à proximité de la paroi, de façon à servir ulté-25 rieurement de coffrage du côté de l'intérieur du four,lors de la mise en place du produit de revêtement final.
, Ce premier produit peut évidemment être de composition très variable, selon les conditions d'application. Il comporte de préférence un liant durcissant à la chaleur, afin de 4 profiter de la température de la charge et qui peut être hydraulique, minéral, organique, argileux ou autre.
Cette composition est généralement peu coûteuse, étant donné qu'il n'est ni nécessaire,ni souhaitable,qu'elle offre 5 des caractéristiques mécaniques élevées, A titre d'exemple non limitatif, on peut mettre en . place, à l'aide d'une machine pneumatique à projeter munie d'un embout 6 visible sur la Figure, un mortier hydraulique ayant la composition suivante : 10 . - granulés 0/2 mm 600 à 900 kg - ciment Portland ou fondu 100 à 400 kg peur une tonne de mélange.
Les granulés peuvent être de nature très diverse et choisis en fonction des conditions locales et des disponibilités 15 éventuelles : chamotte, argile expansée, sable siliceux, déchets de briques broyés, etc.. mais encore être empruntés aux constituants de la charge elle-même tels que, pour un haut fourneau: laitier granulé, minerai ou aggloméré. Dans tous les cas,la granulométrie du mélange est choisie de telle façon qu'on puisse le trans-20 porter aisément par voie pneumatique, et qu'il fournisse une structure suffisamment compacte après prise.
Par ailleurs, la projection pneumatique présente deux avantages non négligeables. Tout d'abord, elle permet de propulser, à une distance suffisante du point d'introduction,un 25 produit contenant très peu de liquide, soit le minimum nécessaire à la prise. Ensuite, dans le cas tout au moins où la charge comporte un élément combustible tel que le coke,l'air de transport produit une combustion locale qui dégage une quantité de chaleur favorisant la suite des opérations, 30 - lorsqu'un temps suffisant s'est » t 5 ..écoulé pour que la zone de l'interface/paroi du four-charge ait retrouvé une température suffisante, et/ou que le produit injecté ait fait suffisamment prise, on peut procéder à l'injection proprement dite du second produit 7, ce qui nécessite de l’introduire 5 sous pression.
Ce second produit est un mortier présentant, de préférence,une viscosité relativement élevée,faisant prise à une température appropriée aux conditions locales, et présen-* tant un pouvoir adhésif sur la paroi du four aussi élevé que pos- 10 sible.
Sous l'effet de la pression de l'ordre de 2 à 10 bars fournie par l'engin d'injection, qui peut être une pompe par exemple, ce mortier se glisse entre la paroi existante et la charge revêtue, en repoussant cette dernière d'une distance égale 15 à l'épaisseur du mortier mis en place, celle-ci étant fonction de la quantité de mortier introduite par chaque orifice 3.
Aussi longtemps que ce mortier reste fluide, 1 ' effort de poussée est suffisant pour obtenir le déplacement nécessaire de la charge revêtue de la couche 5,pour une pres-„ 20 sion effective à l'intérieur du four ne sollicitant pas plus la tô lerie qu' en fonctionnement normal.
Une charge présentant des vides et faiblement compactée, offre une compressibilité tout à fait suffisante dans le domaine considéré (au maximum quelques %).
25 A titre d'exemple,on peut employer un mor tier final ayant la composition suivante : - charge minérale (réfractaire) 40 à 75% en poids -liant céramique (argile + additifs) 5 à 30% " - charge carbonée f goudron + brai) 10 à 30% " - liant organique (résines) 10 à 40% "
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La charge minérale peut être constituée par n'importe quelle matière réfractaire ou semi-réfractaire et, en particulier, chamotte(argileuse à haute ou très haute teneur d'alumine )f corindon, silice, carbure de silicium, anthracite calcinée, graphite, δ magnésie, etc. .Les résines sont de préférence du type phénolique.
Ce type de mortier présente l'avantage d'être d'un coût raisonnable, et de pouvoir être ajusté en viscosité en modifiant les proportions relatives de goudron et de résines par rapport à la charge solide, selon les conditions locales.
10 De même,on peut raccourcir les temps de prise en ajoutant à la résine des accélérateurs de polymérisation, et l'on peut influer sur la nature de la liaison céramique finale par l'introduction de céramisants.
Le procédé que l'on vient de décrire permet d'obte-15 nir, à chaque opération élémentaire d'injection, une répartition sensiblement uniforme et homogène du mortier final, sur la face interne du four ainsi traité.
La surface couverte sur une épaisseur variable en fonction de l'ajustement des différents paramètres et, en premier 20 lieu, de la quantité de produit injectée,peut atteindre 5 m2 et plus sur une surface grossièrement plane. Dans la pratique, on aura cependant intérêt à traiter des surfaces moins importantes en rapprochant, autant que.possible,les orifices 3. Dans ce cas, la bonne circulation du mortier final pourra être souvent vérifiée 25 par son apparition au droit des orifices mitoyens de celui en cours d'utilisation.
Cette même facilité de circulation permet également de traiter des surfaces présentant des excroissances, telles que les boîtes de refroidissement par exemple.
7 “ « * h
La couche précitée, qui aura de préférence une épaisseur de 5 à 10 cm s'accroche solidement aux parois traitées et son comportement en service, mesuré par sa vitesse d'usure, suffit largement aux besoins de la pratique, spécialement 5 après que la céramisation soit intervenue sur tout ou partie de l'épaisseur totale. Cette bonne tenue provient également de la bonne adhérence à la paroi du mortier final, laquelle est due en grande partie à la pression sous laquelle il a été mis en place,
On notera que ce procédé est utilisable dans tous 10 les fours qui contiennent une charge à traiter. C'est ainsi,à titre d'exemple non limitatif,que le procédé s'applique à un four horizontal tournant, du type four à ciment, si l'on a soin d'opérer successivement sur chaque fraction de la périphérie du four Recouverte par la charge lorsque celui-ci est à l'arrêt.
15 Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées au procédé décrit ci-dessus, en fonction de la nature du revêtement réfractaire du four, de la charge traitée, des températures d'exploitation dans les différentes zones ou niveaux du four.
* « t>
Claims (4)
1. Procédé d1 entretien, de réfection ou de reconstitution du revêtement réfractaire d'un four ou appareil analogue, suivant lequel on injecte entre le revêtement réfractaire et la charge contenue dans le four un produit protecteur, caractérisé en 5 ce qu'on injecte tout d'abord un premier produit destiné à constituer une couche intermédiaire, entre la charge et le produit de * protection,puis on injecte, après un temps suffisant, le produit de protection proprement dit entre cette couche intermédiaire et la paroi du four, 10
2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier produit est un mortier capable de remplir les porosités existant entre la paroi et la charge et de faire corps avec cette dernière et comprenant,par exemple,un liant ciment à prise hydraulique, et différents grains de matières réfractaires 15 inertes.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième produit est un mortier capable d'adhérer „ fortement à la paroi, faisant prise à basse température et suscep tible de résister ensuite à de hautes températures, en développant 20 une fois chauffé des liaisons organiques, chimiques ou céramiques assemblant fortement des granulats réfractaires de nature appropriée à la surface à traiter, dont une composition, à titre d'exemple est la suivante : " - charge minérale (réfractaire) : 40 à 75% en poids 25. liant céramique (argile + additifs) : 5 à 30% 11 - charge carbonée (goudron + brai) : 10 à 30% n - liant organique (résines) : 10 à 40% 11 ♦ * 9 »
4. Revêtement de four ou appareil analogue3obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une première couche (5) accrochée sur la charge contenue dans le four et une deuxième couche 5 (7) de protection du garnissage réfractaire (2) du four. m * % tt
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