Brevet FR2054499A1 — publié le 19710423

L'invention, due aux travaux de Messieurs Jean-Michel MDEB et André BROSSAKD, concerne un nouveau mode de construction des parois des puits de combustion des régénérateurs verticaux de grandes dimensions, tels que les installations de chauffage du vent des hauts—fourneaux, couramment appelés covpers. 5 D'une façon générale, le progrès technologique entraîne simul tanément un accroissement important des dimensions de ces appareils industriels et une élévation, importante des températures mises en jeu. C'est ainsi que, dans les appareils couper, on construit maintenant des puits de combustion dont la hauteur dépasse 30 mètres et qu'on y brûle 10 des mélanges combustibles dont la température de combustion dépasse 160Q2C. La conjonction de ces deux tendances a pour effet d'entraîner des contraintes mécaniques et thermiques qui tendent à dépasser les caractéristiques des matériaux réfractaires entrant dans la maçonnerie des puits de combustion, malgré les progrès considérables obtenus par les fabricants de produits réfractaires. 15 La caractéristique principale ainsi mise en cause pour les produits réfractaires est le fin âge à haute température et sous la charge élevée qui provient de la grande hauteur du puits de combustion. La description qui suit se rapporte à la construction d'un 20 puits de combustion extérieur au couper (cowper à puits séparé) mais l'invention s'applique aussi bien aux puits intérieurs, de forme circulaire au elliptique, moyennant les transpositions nécessaires. Un puits séparé est constitué, de l'intérieur vers l'extérieur, par un premier anneau réfractaire en matériau capable de supporter la tem— 25 pérature régnant à l'intérieur du puits, puis par un second anneau réfractaire soumis à une température moyenne plus faible que celle du précédent, puis par un ou plusieurs anneaux réfractaires isolants, enfin par la tôle métallique assurant l'étanchéité. ïïous les anneaux réfractaires ou isolants sont concentriques à la tôle. 50 La présente invention a pour objet d'apporter une solution d'ordre mécanique au problème de la tenue du premier anneau intérieur, afin que les matériaux réfractaires de construction n'aient pas à supporter de charge excessive aux températures dé plus en plus élevées auxquelles ils sont soumis. BAÛ ORIGINAL 69 24459 2 2054499 Un puits de régénérateur de chaleur selon l'invention est caractérisé par un premier anneau intérieur décomposé dans le sens de la hauteur en plusieurs tronçons indépendants, et par un deuxième anneau intérieur conitnu muni, à des hauteurs convenables, d'encorbellements internes sur lesquels sont reportées 5 les charges constituées par les tronçons successifs du premier anneau intérieur. De cette façon, aucune partie du premier anneau intérieur chaud ne supporte de charge supérieure à celle du poids d'une fraction de sa hauteur totale. La charge des tronçons successifs est reportée sur le deuxième anneau qui, étant à une température moins élevée, peut supporter une charge plus élevée. 10 On élargit ainsi le domaine d'emploi des réfractaires traditionnels. Ds plus, cette disposition qui exige une moindre résistance de la part de chaque tronçon, permet de les constituer, si on le désire, en des matériaux réfractaires légers, ayant une résistance pyroscopique au moins égale à celle des matériaux lourds usuels mais qui, en raison de leur moindre résistance 15 au fluage, ne pourraient pas, autrement, être utilisés pour constituer le premier anneau intérieur. Ceci a en outre pour avantages de réduire la surcharge totale imposée au deuxième anneau par la construction selon l'invention et de dicimier la température moyenne de cet anneau, car la capacité d'isolation des réfractaires légers est supérieure à celle des réfractaires lourds. Parmi les réfractaires 2Û légers utilisables on peut citer la nullité poreuse (densité de 1 à 1,3 - résistance pyroscopique 1.790^), l'alumine poreuse (l,25 - 20GQïc)la silice poreuse (l0C5 - 1700SC). 11 est ainsi possible de constituer, avec sécurité, la maçonnerie la plus sollicitée des puits de combustion les plus hauts et travaillant aux 25 plus hautes températures. Les figures 1 et 2 représentent schématiquesient un exemple de réalisation de la nouvelle construction proposée. La figare 1 est une coiîpe du puits en élévation sur laquelle les repères indiquent : 30 1 A à 1 K tronçons du premier anneau intérieur 2 deuxième anneau intérieur continu avec ses encorbellements 3 anneau complémentaire en matériaux isolants 4 tôlerie externe d'étanchéité 5 A à 5 D encorbellement du deuxième anneau intérieur BAD ORIGINAL 24459 3 2054499 supportant chacun un tronçon du premier anneau intérieur G bas du puits côté brûleur 7 haut du puits côté coupole La figure 2 représente, à plus grande échelle, le détail d'un encorbellement, indiqué dans un cercle sur la figure 1. Les repères (l) à (5) sont les mêmes que soir la figure 1. (8 3) indique le jeu horizontal à la partie supérieure de chaque tronçon tel que (l 3) du premier anneau intérieur, permettant sa libre dilatation. (9 A) et (9 B) indiquent les jeux verticaux assurant l'indépendance de dilatation des deux anneaux intérieurs, respectivement entre (l à} et (2) et entre (l B) et (2). js. titre d'exemple de réalisation, un covper selon l'invention, de 1,8G m de diamètre intérieur et de 30 a de haut, comporte d'abord un anneau intérieur d'épaisseur 200 mn, en nullité poreuse, divisé en six tronçons de 5 m de haut, pesant chacun 7,8 t. L'assise de chaque tronçon supporte normalement cette charge, alors que l'assise d'un anneau unique de 30 m de haut en mullite poreuse n'aurait jamais eu une résistance suffisante pour le supporter. D'autre part, le poids d'un anneau intérieur unique de 30 m de haut en nullité lourde est de l'ordre de 125 t. Sa réalisation aurait imposé à son assise des contraintes voisines des limites tolérées à la température d'emploi indiquée. Le deuxième anneau du cowper, d'une épaisseur de 200 mm est constitué de briques de nullité lourde. L'ensemble est conplété par une isolation extérieure rie 120 or; d'épaisseur. La température de l'intrados du premier anneau intérieur e:. nullité poreuse étant de 145U2C,' la température de l'extrados de ce .jrçinier anneau et de l'intrados du deuxième anneau-en mullite .lourde est de 12002C environ, la température de l'extrados du deuxième anneau et de l'intrados de l'isolation extérieure est de 1100^0. bad original 69 24459 4 2054499 BEVEHDICAÏI0N3 1. Nouveau mode de réalisation de la maçonnerie d'un puits de combustion de régénérateur de chaleur, caractérisé par un premier anneau intérieur décomposé dans le sens de la hauteur en plusieurs tronçons indépendants et par un deuxième anneau 3 intérieur continu, muni à des hauteurs convenables, d'encorbellements internes sur lesquels sont reportées les charges constituées par les tronçons successifs du premier anneau intérieur. Puits de combustion selon la revendication 1 où le premier anneau intérieur est en matériau réfractaire léger, tel que silice poreuse, mullite poreuse, alumine poreuse. 2. 10 BAD ORIGINAL