Brevet FR2300310A1 — publié le 19760903

Dans la construction de revêtements intérieurs des fours industriels, on sait de manière générale que le chemisage ou revêtement réfractaire, en plus du fait qu'il doit posséder des caractéristiques bien définies de résistance aux agents chimiques, doit présenter également des caractéristiques physiques et des résistances mécaniques particulières. On sait,en outre, que le chemisage réfractaire de ces fours est réalisé soit à l'aide de briques réfractaires soit par prolection. L'invention, qui a pour objet une forme particulière de briques, notamment de briques réfractaires, se rapporte, sans y être limitée à la construction de revêtements ou chemisages de voutes, et de revêtements en général, de fours industriels constitués par des éléments réfractaires assemblés, ou briques; l'invention est donc étrangère aux revetemants réfractaires obtenus par projection. En ce qui concerne les revêtements réfractaires réalisés à laide de briques, on sait que l'on utilise des éléments de dimensions diverses, en fonction de la forme geosétrique que doit prendre le chemisage a reretement et, si ce chemisage est cylindrique, en fonction du rayon intérieur qu'il doit avoir. De plus, pour éviter la formation d'arêtes en saillie Un autre inconvénient résultant de la forme actuelle des briques rércaccalfls utilisées jusqu'd ce jour, tient au fait eu'entre ces briques pour assurer la liaison entre les briques ainsi que ta solidité des revêtement, il est indispensable d'utiliser un liant, par exemple un mortier de composition voulue ou un béton, et ceci s'applique même à la construction de revêtement de fours cylindriques et statiques Une autre difficulté se présente dans la construction des coupoles et des voutes, en général indispensables dans certains types de fours, réalisées avec les briques connues quil n'est pas facile d'assembler et avec lesquelles il se révèle difficile de construire des arcs, des voûtes et/ou des poutres autoportantes. En vue de remédier aux inconvénients cités plus haut et afin de diminuer le coût de réalisation de chemisages, gaines et revêtements en général dans les fours métallurgiques, la présente invention a pour objet une brique réfractaire caractérisée par sa forme géométrique consistant en un solide théoriquement délimité dans un prisme à bases carrées en regard desquelles la brique présente deux surfaces opposées, formant des arcs symétriques de même rayon, à surfaces cannelées constituant des dentelures identiques, à dents parallèles entre elles, tandis que la hauteur du prisme théorique, dans lequel est contenu le solide constitué par la brique, est variable et détermine l'épaisseur de la brique. Conformément à une variante de réalisation, la brique selon l'invention est conçue de façon à se trouver inscrite dans un prisme à bases rectangulaires et comporte deux surfaces opposées planes et parallèles, tandis que les surfaces perpendiculaires à celles-ci sont profilées en S, dentelées ou rainurées totalement ou partiellement suivant la direction parallèle à la hauteur de la brique. Dans tous les cas, la brique selon l'invention, aussi bien dans sa forme de réalisation préférée que dans les variantes, est carac térisée en ce que l'on peut facilement l'assembler avec d'autres, qu'elle permet la construction rapide de revêtements intérieurs pour fours d'un type quelconque, qu'elle permet de réaliser rapidement des arcs, poutres et voûtes portantes et, enfin, dans certains cas, qu'elle n'exige aucun moyen de liaison mutuelle entre les diverses briques qui constituent des chemisages de voutes, des arcs ou parties de ces revêtements. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant titre explicatif mais nullement limitatif, des formes préférées de réali satin. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en perspective d'une brique selon l' nvention; - la figure 2 représente, à plus petite échelle, en coupe diamétrale, une partie cylindrique verticale du chemisage réfractaire d'un four; - la figure 3, est une coupe analogue à la figure 2, d'une partie de revêtement d'un four à axe horizontal - les figures 4 et 5, qui sont des vues à échelles différentes mais analogues, représentent la disposition des briques en plan, respectivement suivant la ligne IV-IV de la figure 4 et V-V de la figure 5; - la figure 6 est une vue en élévation de face d'une voûte portante, réalisée à l'aide de briques du type de la figure I; - la figure 7 est une vue en plan, à échelle agrandie, de l'une des nombreuses inclinaisons relatives que l'on peut donner aux briques selon l'invention au montage; et - les figures 8 et 9 sont des vues mutuellement analogues, en plan et coupe transversale dedeux montages possibles que l'on peut obtenir avec des briques selon la variante signalée plus haut. Comme on le voit sur la figure 1 et comme indiqué plus haut, la brique selon l'invention, désignée dans son ensemble par la référence 10, étant considérée vue de côté > (figure 1 et figures 4 à 7) est inscrite dans un carré, du fait que le côté A a une longueur égale à celle du coté B (figure 1). De plus, le profil de cette brique est en C, du fait que la brique présente un côté 11 concave et que le côté 12, opposé au côté 11, est convexe et a le même rayon de courbure que ce dernier. La hauteur H de la brique constitue co -e déjà indiqué, un élément variable, que l'on détermine en fonction de l'utilisation donnée aux briques. A titre indicatif mais nullement limitatif, on peut observer la relation : H = 2 A, avec A = B. L'ensemble de la surface concave ll-est rainuré de façon à constituer des dents parallèles occupant toute la hauteur H; le secteur central d de la surface convexe 12 est garni de dents identiques à celles de la surface 11, faisant saillie de la surface 12 et qui sont en mesure de venir en prise avec les dents de la surface Il d'une autre brique identique. La valeur et la position angulaires du secteur d sont avantageusement celles qui sont représentées sur la figure 1; de façon plus précise ce secteur denté occupe une position centrale par rapport à la surface 12, et sa surface courbe correspond environ au tiers de celle de I'ensemble de la partie 12. En raison de la structure propre de la brique réfractaire que l'on a décrite jusqu'à présent, on voit que l'on peut, à l'aide de plusieurs briques 10, réaliser des chemisages pour fours cylindriques, d'axes verticaux (figures 2 et 4), constitués par des anneaux superposés, de tout rayon de courbure voulu. Les diverses briques 10 constituant chaque anneau, montées commé on le voit en plan sur les figures 4 et 5, sont reliées les unes aux autres par engagement du secteur d de chaque brique dans la surface dentée 11 de la brique suivante, comme représenté sur la figure 7. De plus, en raison de l'existence du secteur denté d sur la surface 12, on peut donner à chaque brique toute une série d'inclinaisons relatives par rapport à la brique juxtaposée, la gamme des positions allant de l'alignement rectiligne, pour la construction de cloisons, d'éléments de cloisons planes ou de poutres ou voltes planes, jusqu'à la position d'obliquité maximale entre briques consécutives, représentée sur la figure 7. La figure 3 représente de façon schématique un revêtement pour four. de coulée cylindrique , tournant autour de son axe horizontal. La figure 6 représente, de façon schématique, un exemple de construction d'arc comprenant une, deux ou plusieurs rangées de briques 10 superposées, constituant toujours des arcs autopprtants de rayon déterminé. Dans tous les cas cités en exemple, grâce à l'utilisation des briques 10 de dimension normalisée, il devient facile de résoudre toute une série de problèmes relatifs à des revêtements réfractaires d'une forme quelconque, pour lesquels il est presque toujours impossible d'utiliser un liant quelconque pour le maintien des briques. Si l'on se reporte à la variante représentée sur la figure 8, on voit que chacune des briques, désignées par les références 13, parmi lesquelles seule la brique 13a est représentée en perspective, présente deux faces opposées 13b profilées en S. Les surfaces opposées et parallèles 13c sont planes tandis que les surfaces 13b peuvent être munies de dents longitudinales identiques, décrites à propos des briques représentées sur les figures 1 à 7. Même dans ce cas, les briques 13 sont normalisées et on peut facilement les assembler suivant des rangées permettant de réaliser des parois planes ou incurvées, même à faible rayon de courbure. quand on assemble les briques 13 suivant un rayon de courbure donné entre briques successives, constituant l'un des anneaux du revêtement, il se forme des espaces C que l'on remplit avec un mortier de composition convenable. l'épaisseur centrale E entre les deux surfaces opposées et profilées en S de chaque brique est déterminée à l'étude en fonction de 1 1utilisation particulière. Sur la figure 9, cette épaisseur est supérieure à celle des briques 13 représentées sur la figure 10. De façon analogue, les branches complémentaires et opposées qui déterminent le profil d'allure sinusotéale ou en S (13b) sont très creuses dans le cas où les briques 13 sont destinées à la construction de poutres, voûtes ou portions de revêtements autoportants, alors qu'elles peuvent être moins creuses aux endroits où ne sont imposés qu'un assemblage rapide et une liaison entre les diverses briques qui constituent le revêtement désiré. De la description qui précède ressortent nettement les caractéristiques des briques réfractaires selon l'invention, caractéristiques que 1'on peut résumer comme suit - format unique permettant de réaliser des revêtements ou portions de revêtements pour fours métallurgiques et même pour arcs et poutres autoportants; - rapidité de montage de ces briques pour constituer des secteurs réfractaires formés d'éléments autoportants, reliés entre eux sans utilisation d'aucun liant; - économie sur la fabrication, le stockage et l'utilisation des briques destinées à la construction de chemisages et de revêtements en général et, principalement, d'arcs et poutres autoportants; - possibilité de réaliser des revêtements cylindriques à nombre illimité de rayons de courbure. R E V E N D I C A T I O N S 1. Briques modulaires réfractaires pour revêtements cylindriques arcs de voltes de fours industriels en général, caractérisées en ce que chaque brique dérive d'un prisme à base carrée et présente deux surfaces opposées, l'une convexe et l'autre concave ayant le même rayon de courbure, et en ce que chaque surface concave présente des rainures ou stries longitudinales parallèles sur toute la hauteur de la brique, ces rainures ou stries constituant une dentelure qui peut venir en prise avec un secteur dentelé de façon analogue, en saillie sur le dos convexe de chaque brique. 2. Briques modulaires réfractaires selon la revendication 1, caractérisées en ce que le secteur dentelé en saillie sur le dos de chaque brique recouvre une partie ou bande centrale de la surface convexe. 3. Briques modulaires réfractaires selon la revendication 1, caractérisées en ce que chaque brique, vue de coté, présente un profil en C et peut être assemblée avec une autre brique, par encastrement de sou cdte convexe dans le côté creux d'une brique identique. 4. Briques modulaires réfractaires selon les revendications 1 ou 3, caractérisées en ce que, dans l'arrangement de plusieurs éléments, chaque brique peùt prendre une position oblique par rapport à deux briques voisines en réalisant, dans chaque cas, des ensembles autoportants, grâce à l'engagement des dentelures les unes dans les autres. 5. Briques modulaires réfractaires selon la revendicatitn 1, caractérisées en ce que, tout en dérivant sensiblement d'une forme prisma- tique > elles présentent deux cités opposés profilés suivant des lignes d'allure sinusoïdale ou en S, dont les branches sont symétriques et de même rayon de courbure. 6. Briques modulaires réfractaires selon la revendication 5, cacactérisées en ce que les surfaces profilées en S sont munies parciellement de dentelures ou stries longitudinales. -7. Briques modulaires réfractaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisées en ce qu'elles permettent de réaliser des ensembles autoportants capables de constituer des revêtements, chemisages, arcs généralement de fours industriels.