Brevet FR2290627A1 — publié le 19760604

La pressente invention concerne des structures réfractai- res et elle a pour objet de fournir un procédé économique et efficace de fixation d'une matière réfractaire à une construction portante. Le procédé selon l'invention consiste à fixer à la construction portante, par une de leurs extrémité, une pluralité d'é éléments en forme de barres, dont chacun est fait d'un métal résistant à la chaleur et présente une section dont la configuration gé- ométrique change de façon répétée depuis la construction portante jusqu'a l'extrémité libre de l'élément, et à remplir l'espace qui s'étend entre les dits éléments et autour d'eux avec une matière réfractaire appliquée de manière à être en contact intime avec toute la surface libre de chaque élément. L'expression métal résistant à la chaleur" signifie ici tout métal apte à être utilisé dans des systèmes de fixation des matières réfractaires souris à des températures élevées, dans la sidérurgie, la pétrochimie et dans les chaudières type terrestre et type marine. Le changement répété de configuration géométrique de la section des éléments en forme de barres peut être obtenu en formant sur ces derniers des nervures ou des entailles, ou par torsion de barres ayant une section non circulaire, ou encore en utilisant des longueurs de barres filetées. Chaque élément peut être fixée à la construction portante par soudage, par exemple en la soudant par sa face en bout ou en pliant 1'extréxité, en l'amenant ensuite en contact avec la construction portante et en la soudant à celle-ci. L'extrémité repliée peut aussi être insérée dans un taquet de serrage soudé à la construction portante. Comme variante, chaque élément en forme de barre peut être boulonné: on peut, par exemple, tailler un filetage à l'une de ses extrémités, visser sur ce filetage un écrou formant butée, passer I'extramité filetée à travers un trou ménagé dans la paroi de la construction portante et visser sur la partie qui dépasse de la paroi un autre écrou (avec ou sans rondelles). On peut aussi courber une des extrémités de l'élément de manière à former un oeil, passer un boulon à travers cet oeil et à travers un trou de la paroi de la construction portante et visser un écrou sur la partie du boulon qui dépasse de la paroi (avec ou sans rondelle). On peut enfin engager une extrémité repliée de 1' élément dans un boulon à oeil ou en U fixé à la construction por tante. On peut enfin courber en crochet une des extrémités de 1' élément et l'accrocher à une barre ou une conduite horizontale ou à un piton à oeil ouvert ou fermé fixi à un plafond de sorte que la matière réfractaire coulée autour des éléments soit maintenue accrochée au plafond par les extrémités repliées de ceux-ci. Comparé aux modes de fixation dans lesquels on utilise des éléments d'ancrage du type de ceux où une longueur de barre de section uniforme est courbée plusieurs fois dans la partie qui dépasse de la construction (par exemple, éléments d'ancrage "tor-dus"), ou une longueur de barre est fendue et pliée (par exemple, éléments d'ancrage en "goupille fendue"), ou deux ou plusieurs longueurs sont fixées l'une à l'autre par une de leurs extrémités, l'autre extrémité étant pliée vers l'extérieur (par exemple, é- léments d'ancrage en Xywt) s les dits éléments d'ancrage étant fixés à la construction portante par soudage ou boulonnage de l'une ou l'autre des manières indiquées plus haut en relation avec le procédé selon l'invention, ce dernier permet une économie considérable de métal résistant à la chaleur, car les éléments en forme de barres n'ont pas besoin d'être pliés dans la partie de leur longeur qui dépasse de la construction portante ou d'être fabriqués en deux longueurs ou plus, et on peut réaliser une économie supplémentaire sur les frais de fabrication lorsque les barres à section changeante dont sont tirés les éléments de fixation selon l'invention sont fabriquées par laminage entre les mêmes cylindres que ceux utilisés pour le laminage des fers à béton.L'invention s'étend donc aussi aux éléments d'ancrage utilisés dans le procédé ci-dessus, les dits éléments étant formés par tronçonnage de barres de métal résistant à la chaleur, laminées à chaud de façon à donner à leur section une configuration géométrique changeant de façon continue et répétée, les tronçons de barre pouvant être chanfreinés ou repliés à une de leurs extrémités pour faciliter leur soudage sur la construction portante ou leur introduction dans des taquets de serrage soudés à celle-ci, ou être filetés ou courbés en forme d'oeil à cette extrémité de façon à pouvoir e- tre fixés à l'aide de boulons. La matière réfractaire peut être mise en place puis da-mée; elle peut aussi être appliquée au pistolet ou coulée, mais le procédé selon l'invention offre encore d'autres possibilités du fait qu'il n'est pas nécessaire de plier les parties des éléments qui dépassent de la construction. On peut, par exemple, enfi ler sur la partie qui dépasse des briques, des blocs1 etc., de matière réfractaire munis de trous et les y fixer à l'aide d'un ciment réfractaire injecté dans les trous autour des éléments et coulé entre les briques ou blocs adjacents. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique afr nexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de mise en oeuvre de ce procédé: Fig. 1 est une vue en élévation d'une forme d'exécution préférée d'une barre laminée dans laquelle sont tronçonnés les éléments d'ancrage utilisés dans le procédé selon l'invention; Fig. 2 est une vue en psan de la barre de fig. 1; Fig-. 3 est une vue partielle en élévation et Fig. 4 est la vue en coupe transversale correspondante de ladite barre, avec les dimensions servant à définir les empreintes des cylindres de laminage;; Fig. 5 à 10 sont des vues partielles, en coupe, représentant six formes d'exécution différentes des éléments d'ancrage en forme de barre fixés à une paroi verticale; Fig. Il à 14 sont des vues partielles, en perspective, de quatre autres formes d'exécution d'éléments d'ancrage en forme de barre fixés à un plafond; Fig. 15 et 16 sont des vues en coupe de blocs dans lesquels sont seeliés les éléments d'ancrage de l'une des fig. 12 à 14. Comme on peut le voir aux fig. 1 a 4, la barre laminée 1 de métal résistant à la chaleur a une section dont la configuration géométrique change de façon continue et répétée grâce à la présence de nervures 2 obtenues par laminage à chaud entre des cylindres similaires à ceux utilisés pour laminer des fers à béton. En désignant par D le diamètre nominal (c'est-à dire le diamètre initial) de la barre1 la forme préférée d'empreinte du cylindre de laminage est définie par les valeurs suivantes: diamètre de l'âme de la barre laminée d = o,q65 D pas des nervures p = 0,80 D + 7% hauteur maximale des nervures R = 0,069 D largeur maximale des nervures B = 0,13 D longueur des nervures L = 1,70 D intervalle maximale entre les rangées de nervures G = 12% du périmè tre nominal = 0,39 D. A la fig. 5, un élément d'ancrage 3 obtenu en coupant une longueur de la barre laminée 1 munie de nervures 2 est soudé par une de ses faces en bout à une t ô 1 e métallique 4 qui fait partie d'une paroi verticale appartenant, par exemple, a un four. Une pluralité d'éléments d'ancrage similaires sont fixés de la même façon et l'espace libre entre les éléments et autour d'eux est garni d'une matière réfractaire appliquée par damage, au pistolet ou par coulée de manière à être en contact intime avec toute la surface libre de chaque élément. L'extrémité soudée à la tôle métallique peut être chanfreinée. A la fig. 6, une extrémité 6 de l'élément d'ancrage est pliée à angle droit et soudée à la tôle 4, tandis qu'à la fig. 7, l'extrémité repliée est engagée dans un taquet de serrage 7 soudé à la t ôrl e 4. A la fig. 8, un filetage 8 a été taillé à une extrémité de l'élément d'ancrage 2, coupé lui aussi dans la barre laminée 1 munie de nervures 2, et sur ce filetage est vissé un premier écrou 9, -avec une rondelle 10, qui forme butée. L'extrémité filetée traverse un trou 11 ménagé dans la tôle 4 et un autre écrou 12, associé à une rondelle 13, est vissé sur la partie du filetage 8 qui dépasse du trou. A la: fig. 9, une-extrémité de l'élément d'ancrage 2 est courbée en forme d'oeil 14 et l'élément est fixé à la tôle 4 à 1' aide d'un boulon 15 qui traverse l'oeil 14 et le trou 11 ménagé dans la tôle, un écrou 12, associé à une rondelle 13, étant vissé sur l'extrémité du boulon qui dépasse du trou. A la fig. 10, l'élément d'ancrage 2 a une de ses extrémités repliées 6, comme dans les formes d'exécution représentées aux fig. 6 et 7, et cette extrémité est engagée dans l'oeil d'un piton à oeil ouvert ou fermé fixé à l'aide d'un écrou sur la tôle 4. A chacune des fig. 6 à 10, un seul élément 2 est représenté, mais, de même qu'à la fig. 5, le procédé consiste à fixer une pluralité d'éléments d'ancrage 2, de façon similaire, à la tôle 4 et de garnir de matière réfractaire 5 l'espace libre entre les éléments et autour d'eux de façon à établir un contact intime avec la surface libre de chacun d'eux. A la fig. 11, un élément d'ancrage 3 ayant une extrémité filetée 8 est fixé à l'aide d'une rondelle et d'un écrou sur une aile d'une poutre 17 appartenant à un plafond (non représenté). A la fig. 12, un élément d'ancrage 3 dont une extrémité est recourbée de façon à former un crochet 18 est suspendu à une barre ou une conduite horizontale 19 soudée ou bridée sur la face inférieure de poutres 17 d'un plafond, tandis qu'a la fig. 13, un élément d'ancrage similaire est suspendu par sa partie en crochet 18 à un crochet en S 20, lui-même suspendu à una barre ou conduite horizontale 19 reposant sur la face supérieure de poutres 17. A la fig. 14, le crochet 18 d'un élément d'ancrage 3 identique à celui représenté aux fig. 12 et 13 est passé dans 1' oeil d'un piton 21 (à oeil ouvert ou fermé) fixé au moyen d'un trou et d'une rondelle à une aile de la poutre 17. Dans chacune des fig. 11 à 14, il n'est représenté qu' un seul élément d'ancrage 2, mais, comme il a été indiqué plus haut en référence aux fig. 5 à 10, le procédé selon l'invention consiste à fixer une pluralité d'éléments d'ancrage similaires, par des moyens similaires, à un plafond ou autre construction portante similaire, puis à garnir de matière réfractaire l'espace libre entre les éléments et autour d'eux, p. ex. on la coulant dans un coffrage placé au-dessous des poutres 17 et autour du périmètre du plafond de manière qu'elle soit en contact intime avec les éléments d'ancrage.Comme variante, la plus grande partie de la longueur de chaque élément d'ancrage 3 peut être scellée dans un bloc moulé 22, lors du moulage, comme le montre la fig. 1%, ou engagée dans un trou 23 ménagé dans le bloc moulé 24, comme on peut le voir à la fig. 16, après quoi un ciment réfractaire 25 est injecté dans le trou. Bien que les formes d'exécution qui viennent d'être décrites en référence aux fig. 15 et 16 permettent de construire un plafond réfractaire avec des blocs accrochés à l'ossature du plafond, les expériences effectuées jusqu'ici avec des résultats excellents ont toutes consisté à damer, appliquer au pistolet ou à mouler la matière réfractaire autour des éléments d'ancrage pré- alablement fixés aux tôles des parois verticales ou à l'ossature du plafond. Pour donner une idée de l'efficacité du procédé, il est précisé que dans un couvercle expérimental de four de réchauffage, 150 éléments de 190 mm de longueur et de 10 mm de diamètre nominal supportent 9 tonnes de matière réfractaire. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de fixation d'une matière réfractaire à une construction portante à l'aide d'éléments d'ancrage, caractérisé en ce qu'il consiste à fixer à la construction portante, par une de leurs extrémités, une pluralité d'éléments d'ancrage en forme de barres, dont chacun est fait d'un métal résistant à la chaleur et présente une section dont la configuration géométrique change de façon répétée sur toute la partie de sa longueur qui s' étend depuis la construction portante jusqu'a son extrémité libre, et à remplir l'espace qui s'étend entre les dits éléments et autour d'eux avec une matière réfractaire appliquée de manière à ê- tre en contact intime avec toute la surface libre de ladite partie de longueur de l'élément. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'ancrage utilisés sont munis de nervures ou d'entailles. 3.- Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que les éléments d'ancrage utilisés sont obtenus par torsion d' une barre de section non circulaire pour provoquer un changement répété de la configuration géométrique de ladite section. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé ence que les éléments d'ancrage utilisés sont des barres filetées sur au moins une partie de leur longueur. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément d'ancrage est fixé par soudage à la construction portante. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque élément est soudé à la structure portante par sa face en bout. 7.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une des extrémités de chaque élément d'ancrage est pliée, en ce que la partie pliée est amenée en contact avec la construction portante et soudée à cette dernière. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque élément d'ancrage a une de ses extrémités pliée et engagée dans un taquet de serrage soudé à la construction portante. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 â 4, caractérisé en ce que chaque élément d'ancrage est fixépar vissage à la construction portante. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un filetage est taillé a' l'une des extrémités de chaque élement d'ancrage, en ce qu'on visse un écrou sur la partie filetée pour former une butée, en ce qu'on passe ladite partie filetée à travers un trou ménagé dans la construction portante et en ce qu' on visse un autre écrou sur la partie du filetage qui dépasse du trou. 11.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une des extrémités de chaque élément d'ancrage est courbée de manière à former.un oeil, en ce qu'un boulon séparé est passé à travers cet oeil et à travers un trou ménagé dans la construction portante, et en ce qu'un écrou est vissé sur la partie du boulon qui dépasse du trou. 12.- Procédé selon la revendication 91 caractérisé en ce qu'une des extrémités de chaque élément d'ancrage est pliée et engagée dans un piton à oeil fermé ou ouvert fixé à la cons truction portante. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une des extrémités de chaque élément d'ancrage est repliée de façon à former un crochet et en ce que 1' élément est suspendu par ce crochet.à une barre ou une conduite horizontale, ou à un piton à oeil fermé ou ouvert, portés par l' ossature d'un plafond ou d'un couvercle. 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière réfractaire est mise en place et damée. 15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 13, caractérisé én ce que la matière réfractaire est mise en place au pistolet. 16.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la matière réfractaire est coulée sur place. 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 13, caractérisé en ce que la matière réfractaire est formée en briques, blocs ou autres corps similaires munis de trous par lesquels ils sont enfilés sur les parties des éléments d'ancrage fui dépassent de la construction portante et fixés sur les dites parties au moyen d'un ciment réfractaire injecté dans les trous et autour de la partie des éléments qui se trouve dans les dits trous. 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 13, caractérisé en ce que la matière réfractaire est formée en briques, blocs ou autres corps similaires moulés autour des éléments d'ancrage. 19.- Procédé selon la revendication 17 ou la revendication 18, caractérisé en ce que du ciment réfractaire est injecté entre les briques, blocs et autres corps adjacents. 20.- Elément- d'ancrage de matière réfractaire pour la mise en oeuvre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par tronçonnage d'une barre de métal résistant à la chaleur, laminée à chaud de façon à lui donner une section dont la configuration géométrique change de façon continue et répétée sur toute sa longueur. 21.- Construction revêtue de matière réfractaire, ca-ractérisée en ce que la matière réfractaire est fixée par le procédé et/ou à l'aide des éléments d'ancrage de l'une quelconque des revendications précédentes.