Brevet FR2356107A1 — publié le 19780120

L'invention a pour objet un : procédé de garnissage et de réfection des fours à arcs, les moyens de mise en oeuvre du procédé, et les fours exécutés selon ce procédé. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique de la fonderie et plus particulièrement à la coulée des métaux On sait que le garnissage des fours à arcs doit être réparé régulièrement compte tenu de la dégradation de ce garnissage lorsque les fours sont en service. On met en oeuvre pour la réfection du garnissage réfractaire des fours à arcs - soit un procédé avec coffrage ou forme intérieure amovible A en remplissant de matériau réfractaire B, préparé avec un liant1 l'espace compris entre le coffrage et le profil d'usure (figure 23, - soit un procédé de type mixte utilisant pour la zone basse du fond ou zone de creuset un coffrage ou forme intérieure amovible C et en remplissant de materiau réfractaire D préparé avec un liant, l'espace compris entre ce coffrage et le profil d'usure, tandis que pour réparer la partie supérieure du garnissage réfractaire du four, après dégagement, on utilise des blocs préfabriqués E dont l'extrados est en contact avec la virole ou enveloppe métallique F du four (figure 3). Ces procédés présentent des inconvénients importants. Dans le premier cas le temps nécessité pour le garnissage en matériau réfractaire B est long parce qu'il faut utiliser un matériau qui ait par lui-même une tenue suffisante lorsqu'on a enlevé le coffrage A, et aussi parce qutil faut attendre longtemps que la prise du matériau se fasse. Il en résulte une immobilisation prolongée du four et une perte correspondante de production. Dans le deuxième cas, on retrouve les inconvénients cidessus pour la zone D, et en plus il y a une perte de matière réfractaire importante (estimée à 30 %) lorsqu'on dégage l'espace nécessaire à la mise en place des blocs préfabriqués E. On remédie à ces inconvénients par le procédé de l'invention et ses moyens de mise en oeuvre. Suivant ce procédé on préfabrique séparément dans de bonnes conditions de productivité, des chemises en matériau réfractaire. dont les formes et dimensions correspondent aux formes et dimensions du volume intérieur libre du four dans lequel s'opère la fusion, une chemise préfabriquée étant mise en place en position convenable dans le four, puis on garnit de matériau réfractaire approprié de façon à remplir l'espace entre la chemise d'une part, et, d'autre part, le profil d'usure du garnissage du four, ou de l'enveloppe métallique extérieure du four lorsqu'il s'agit du premier garnissage. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter dans les dessins annexés La figure 1 est une vue de face en coupe illustrant le profil intérieur d'un four usé, des traits interrompus illustrant le profil intérieur d'un four neuf. La figure 2 est une vue schématique de face en coupe il les trant la réalisation d'un premier procédé de garnissage connu, tel que décrit précédemment. La figure 3 est une vue schématique de face en coupe illustrant la réalisation d'un second procédé de garnissage connu, tel que décrit précédemment. La figure 4 est une vue en perspective de la chemise en matériauwréfractaires. La figure 5 est une vue en coupe du four, après mise en place de la chemise, la zone de raccordement entre le bord inférieur de celle-ci et la sole ayant été exécutée. La figure 6 est une vue en coupe du four après que le garnissage par un produit réfractaire soit fait ainsi que la mise en place dsune couronne de fermeture. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessins. Le procédé de garnissage et de réfection des fours à arcs les moyens de mise en oeuvre, et les fours exécutés selon ce procédé, consiste à préfabriquer séparément dans de bonnes conditions de productivité des chemises 1, telles qu'illustrées à la figure 4 des dessins. Ces chemises sont en matériaucréfractaires de bonne qualité et sont obtenues à partir d'un moule de préférence métallique, puis sont séchées et précuites. Les différentes dispositions ne sont pas illustrées aux figures des dessins. Leurs formes et dimensions correspondent aux formes et dimensions du volume intérieur libre du four dans lequel s'opère la fusion. Dans le cas de four de grandes dimensions, les éle-ments viroles sont en plusieurs parties et forment voûte lorsqu'on les assemble les uns aux autres. On prévoit sur la partie annulaire pleine supérieure de la chemise de disposer des moyens d'accrochage tels que des crochets 2, ceux-ci étant positionnés lors de la réalisation de la chemise si nécessaire. Des moyens de suspension 3, tels que croisillons, barres de levage, ou similaires, positionnés dans les crochets autorisent la suspension de la chemise. Des moyens de levage positionnent la chemise à l'intérieur de la cuve du four, les croisillons ou similaires prenant appui par leurs extrémités sur la partie supérieure 4, extérieure de la cuve. La chemise 1 est introduite dans le four en étant convenablement centrée. ta chemise préfabriquée, ainsi disposée est d'une épaisseur plus réduite que les blocs utilisés notamment dans le second procédé de garnissage connu décrit précédemment.Selon le procédé, objet de l'invention, la chemise par exemple a une épaisseur de l'or- dre de cent millimètres. On remarque dès maintenant une caractéristique importante du procédé objet de l'invention, qui est de réaliser une chemise de longueur plus importante que celles des blocs réalisées dans les procédés connus et qui permet de s'approcher très près de la zone inférieure du profil d'usure 5. A titre d'exemple et non limitativement , en fonction des différents types de fours à arcs, la chemise selon le procédé, objet de l'invention, peut avoir une hauteur de un mètre pour une hauteur de four de la sole au bord supérieur de un mètre sept cents. Si on utilise le second procédé connu décrit précédemment, pour une même hauteur, le bloc ne serait que de huit cents millimètres. I1 ntest pas possible de descendre plus bas car il faut une certaine assise pour que les blocs soient convenablement disposés. La phase suivante du procédé consiste à exécuter un raccordement 6 de la partie supérieure de la sole 5 au bord inférieur 1 de la chemise, l'espace existant ayant été réduit au maximum, tel qu'illustré à la figure 5 des dessins. Le raccordement est effectué au moyen d'un produit réfractaire. Seule cette zone de raccordement nécessite un séchage pour éliminer liteau, nécessaire au liant, comme il est normalement fait dans le cadre des deux procédés antérieurement dé crits. Seulement, étant donné la faible importance de la zone de raccordement 6 il n'est pas utile dXcfectuer un préchauffa- ge, l'évacuation de l'eau ayant lieu par chauffage, au moment de la fusion de la première charge. La phase suivante du procédé, consiste à remplir l'espace annulaire délimité par la paroi extérieure 1 de la chemise, le profil d'usure 7 et le profil de raccordement 6, d'un produit réfractaire pulvérulent anhydre (sans eau), ce qui rend le produit apte à épouser les formes quelconques du profil usure. Ce produit réfractaire est par exemple et non limitativement de la magnésie, de la silice ou de l'alumine. Ce produit peut être avantageusement de second choix. La prise du matériau réfractaire sans eau, s'opère par exemple en lui incorporant un liant chimique. D'une autre façon la prise peut s'opérer par une transformation céramique de frittage du matériau lors de la fusion du métal dans le four. L'espace annulaire est ainsi rempli jusqu'à un niveau sensiblement inférieur à la partie supérieure de la chemise, tel qu'illustré à la figure 6 des dessins. On exécute alors une couronne tampon 8 de faible épaisseur à la partie supérieure de l'espace annulaire pour assurer sa fermeture. Cette couronne est constituée par un produit réfractaire. Ainsi selon le procédé, la chemise en matériauKréfractaires de bonne qualité a un double effet technique ; d'une part cette chemise préfabriquée est exécutée pour résister aux dures conditions d'utilisation à l'intérieur du four (conditions mécaniques, corrosions pyroscopiques, etc.), et d'autre part elle sert de coffrage au produit de remplissage qu'elle protège. Les avantages ressortent bien de la description, et en particulier on souligne - la réduction du temps d'immobilisation du four en fin de campagne pour remettre en état le réfractaire, - la récupération possible des produits réfractaires restants, il n'y a aucune opération de démolition, et cela est particulièrement intéressant, - la remise en route rapide du four, - aucune perte de temps pour permettre le séchage du produit de garnissage puisque c'est un produit anhydre, - l'intérêt économique d'utiliser un produit réfractaire de second choix, dans l'espace annulaire, - le fait que le produit pulvérulent permette d'épouser toutes les formes du profil détérioré, assurant ainsi une bonne homogénéité de l'ensemble, - le fait que le bord inférieur de la chemise soit aussi prêt que possible de la sole, - l'absence de tout chauffage ou préchauffaae pour éliminer veau, - le double effet technique de la chemise. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Procédé de garnissage et de réfection des fours à arcs, moyens de mise en oeuvre et les fours exécutés selon ce procédé, caractérisé en ce que l'on préfabrique séparément dans de bonnes conditions de productivité des chemises en matériaux réf ractairoe dont les formes et dimensions correspondent aux formes et dimensions du volume intérieur libre du four, dans lequel s'opère la fusion; une chemise préfabriquée étant mise en place en position convenable dans le four, on garnit de matériaux appropriés de façon à remplir l'espace entre la chemise d'une part et d'autre part le profil d' usure du garnissage ou de l'enveloppe métallique extérieure du four lors du premier garnissage. 2- Procédé de garnissage et de réfection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chemise est exécutée en matériaucré- fractairesde bonne qualité à partir d'un moule de préférence métallique puis est séchée et précuite. 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chemise est introduite dans le four en étant convenablement centrée et engagée en profondeur, compte tenu des nécessités de garnissage. 4- Procédé de garnissage et de réfection selon les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé par le fait que la chemise est suspendue dans la cuve du four au moyen de croisillons ou équivalents, solidaires de la chemise par tout moyen d'accrochage, les dits croisillons ou similaires prenant appui sur la partie supérieure de la cuve. 5- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit de garnissage dans l'espace annulaire, déterminé par la chemise préfabriquée et le profil d'usure ou de la paroi du four lors du premier garnissage, est un produit réfractaire anhydre (sans eau) qui peut être de second choix. 6- Procédé selon les revendications 1 et 4 ensemble, caractérisé en ce que la prise du matériau réfractaire sans eau de garnissage s'opère par exemple en lui incorporant un liant chimique, ou encore cette prise s'opère par une transfrmtion c*,7ique ou frittage du matériau lors de la fusion du métal dalas le four. 7- Procédé de garnissage et de réfection selon la revendication 6, caractérisé en ce que le produit réfractaire anhydre est pulvérulent, ce produit épousant aisément les formes dru profil d'usure. 8- Procédé de garnissage et de réfection selon les revendications 6 et 7 ensemble, caractérisé en ce que le produit réfractaire est par exemple et non limitativement de la magnésie, de la silice, de l'alumine. 9- Procédé de garnissage et de réfection selon les revendications 6,7 et 8 ensemble, caractérisé en ce que l'on remplit l'espace annulaire de produit réfractaire jusqu'à ln niveau sensiblement inférieur à la partie supérieure de la chemise. 10- Procédé de garnissage et de réfection selon les revendications 1-2-3-4-5-6-7-8 et 9 ensemble, caractérisé par le fait que l'on exécute une couronne tampon de faible épaisseur à la partie supérieure de l'espacgannulaire pour assurer sa fermeture, la dite couronne étant constituée par un produit réfractaire. 11- Procédé selon les revendications 1-2-3-4-5-6-7-8-9 et 10 ensemble, caractérisé par le fait ctue la zone de raccordement entre la partie inférieure de la chemise et le profil d'usure subit un séchage par le chauffage dû à la fusion de la première charge. 12- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'é- paisseur de la chemise en produit réfractaire est de l'ordre de 100 millimètres environ. 13- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-2-3-4-5-67-8-9-10-11 et 12, caractérisé en ce que la chemise en matériau réfractaire de bonne qualité, a un double effet technique ; d' une part cette chemise préfabriquée est exécutée pour résister aux durés conditions d'utilisation à l'intérieur du four, et d'autre part la chemise sert de coffrage au produit de remplissage qu' elle protège.