Brevet FR2321100A1 — publié le 19770311

La présente invention est relative aux constructions devant comporter un revêtement réfractaire dont la réfection totale ou partielle doit pouvoir être faite de façon rapide pour ne pas interrompre un processus de fabrication. De telles constructions se rencontrent, en particulier, dans 11 industrie sidérurgique, notamment en ce nui concerne les hauts fourneaux, les cuves de traitement, les fours de maturation, des fontes et aciers, voire les rigoles de coulée, etc.. Dans certaines de ces constructions, le revêtement réfractaire est soumis à des variations de température considérables et répétés et il en résulte une détérioration très rapide de ces revêteinents qui craquèlent et se délitent. Les effets dus à la dilatation sont tout partlculièrement i-portants lorsque le revêtement réfractaire est repais et qu'il est entouré par une armature maçonnée de protection, elle-même entourée à lteytérieur par un blindage métallique ; c'est le cas des fours de rechauffage dans lesquels des lingots de fonte, d'acier ou autres métaux sont réchauffés avant de subir des traitements, par exemple d'être laminés ou refondus. La présente invention crée une nouvelle construction qui permet de compenser les dilatations différentielles pouvant se produire entre le revêtement réfractaire et la construction qui 11 entoure et, oye plus, selon l'invention, il devient possible de préfabriquer ledit revêtement et de le mettre en place en un tens très bref, au moyen de blocs réfractaires oui assurent simultanément une protection des organes métalliques qui les relient au blindage extérieur. L'invention pç-!net aussi, lorsque le revêtement est usé, le dénontage très facile pouvant être exécué sans risque dten dommagement des autres ouvrages de maçonnerie. Conformément à l'invention, le revêtenent est constitué par des blocs prefabri-aués de matière réfractaire, lesdits blocs étant conformés pour s'assembler les ms avec les autres à la manièire de briques ou parpaings et délimitant des logements à parons convergeant vers la maçonnerie extérieure 5 lesdits logements étant remplis Dar des ncyatm de retenue de formes complé- menta5res qui font saillie en de lesdits blocs et qui présentent sur leur côté saillant -nurné vers la maçonnerie, des organes d'accrochage et de retenue assurant une liaison mais non une fixa- tion avec la maçonnerie ou paroi externe de la construction, de sorte que le revêtement constitué par lesdits blocs peut jouer en compensant les dilatations différentielles existant entre lui et ladite maçonnerie à laquelle il est relié. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin an nexé. La fig. 1 est une coupe-élévation longitudinale partielle d'un four de maturation construit selon l'invention. ta fig. 2 est une coupe transversale vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe partielle agrandie d'un détail de la fig. 2. La fig. 4 est une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe analogue à la fig. 3 d'unevariante. La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5. La fig. 7 est une perspective correspondant aux fig. 5 et 6. La fig. 8 est une coupe analogue aux fig. 3 et 5 d'une autre variante. La fig. 9 est une coupe vue suivant la ligne IX-IX de la fig. 8. La fig. 10 est une élévation partielle d'une variante de construction. La fig. Il est une coupe vue suivant la ligne XI-XI de la fig. 10. Le dessin montre aux fig. 1 et 2, a titre d'exemple de construction In four de maturation, ctest-à-dire un four destiné au traitemellt thermique, notamment au réchauffage de lingots métalliques devant subir différents traitements. De façon connue en soi, les parois du four représentées comportent un blindage externe i en tôle d'acier, un mur 2 en matière réfractaire, par exemple en briques ou blocs de matière réfractaire et un parement 3 en béton réfractaire, notamment en béton alumineux. Le parement 3 nécessite une réfection périodique et subit des contraintes, notamment dues à la dilatation qui font que ledit parement doit pouvoir se déplacer par rapport au mur 2 d'une certaine mesure. La fig. 2 montre que les côtés d'extrémité sont reliés aux côtés latéraux par des joints de dilatation 4 pour permettre ustement au moins audit parement de pouvoir jouer par rapport au mur 2. Suivant l'invention, le parement est constitué par l'as semblage de blocs 5 de forme parallélépipédique. Ces blocs sont simplement posés les uns au-dessus des autres suivant des rangées verticales qui elles-memes sont juxtaposées entre elles. Pour limiter la propagation de chaleur au moins au niveau des joints verticaux 6, les blocs forment des emboltements à rainures et languettes comme montré en 7 à la fig. 2. Il peut exister plusieurs jeux de rainures et languettes si l'on souhaite former un joint à labyrinthe. Pour faciliter la manutention des blocs 5, ceux-ci présentent, par exemple, dans leur dessous des rainures 8 permettant le passage des fourches d'un chariot élévateur et lesdites rainures 8 sont remplies de béton alumineux après montage du parement 3. Pour assurer la fixation des blocs au blindage 1, tout en permettant auxdits blocs 5 formant le parement 3 de .iouler légèrement dans la réalisation des fig. 1 à 4, on prévoit au moment du moulage des blocs de laisser libres des canaux à parois convergentes 9 dont la grande base est dirige vers l'intérieur du four. On prévoit, également, de laisser libre des passages 10 dans le mur isolant et réfractaire 2. Ces passages peuvent être de simples trous ou des cheminées s'étendant depuis le haut jusqu'au bas du mur 2. Cette dernière disposition facilite, en effet, le montage décrit dans ce qui suit. tes canaux 9 et les passages 10 servent à la mise en place de noyaux Il en béton alumineux, de préférence précuit. Ces noyaux forment une queue lia qui délimite une encoche 12 dans laquelle fait saillie un organe d' ancrage 13, par exemple un doigt métallique ou un anneau. La partie arrière des noyaux pénètre dans le passage 10 correspondant de sorte que l'épaisseur de matière réfractaire est toujours plus grande au niveau dlun noyau 11 qu'en tout autre endroit. Bes fig. 2 et 3 montrent que chaque noyau il est relié par son organe d'ancrage 13 au moyen d'un crochet 14 au blindage 1 entourant le four, le crochet étant, par exemple, boulonné à travers ledit blindage. Pour bien solidariser les noyaux avec les blocs de revêtement 5, lesdits noyaux présentent avantageusement des rainures périphériques 15 qui sont remplies de béton cru au moment de la mise en place desdits noyaux dans les blocs. Pour monter une paroi, on dispose une première rangée ho rizontale de blocs 5, puis on met en place les noyaux Il dans les trous 9 de ces blocs et on relie les organes d'accrochage respectifs de ces blocs au blindage 1 par les crochets 14. On met, ensuite, une seconde rangée horizontale de blocs 5 et ainsi de suite. On voit par ce qui précède que les blocs ne peuvent pas tomber puisqu'ils sont toujours maintenus par les blocs Il qui les traversent, mais l'ensemble du revêtement 3 peut jouer par rapport au mur 2 d'une mesure limitée, mais cependant suffisante pour compenser les effets dus à la dilatation. Le dessin montre en effet, qu'un jeu est, de toute façon, laissé entre le mur isolant réfractaire 2 et l'extrémité des noyaux 11. Pour l'exécution du revêtement d'un four, il est avantageux que les blocs 5 en béton alumineux soient des blocs non cuits ce qui fait qu'ils sont moins chers, leur cuisson se produisant à l'intérieur mame du four pendant le travail de celui-ci. Par contre, les noyaux Il sont, de préférence, précuits. tes fig. 5 et 6 illustrent une légère variante selon laquelle les noyaux, désignés alors par 11, ne sont plus de forme conique mais trapézoidale. De plus, outre les rainures 15, les blocs présentent, avantageusement une noix de centrage76. La fig. 7 montre que les blocs ci-dessus sont destinés à être mis en place dans des logements trapézoidaux 17 formés à partir du dessus des différents blocs 5, la noix 16 assurant ensuite le centrage du bloc 5 supérieur. Cette disposition facilite grandement le montage puisque les organes d'accrochage des blocs sont très facilement accessibles. Ces organes d'accrochage peuvent, évidemment être constitués-comme décrit précédemment en relation avec les fig. 3 et 4, mais ils peuvent, aussi et avantageusement, être-constitués par des étriers 18 entrant dans un-trou 19 des noyaux et dans un gousset 20 fixé au blindage 1 du four. De cette façon, le blindage n'est pas percé, ce qui constitue un avantage appréciable. Les fig. 8 et 9 illustrent une réalisation selon laquelle les blocs 5 peuvent ne plus être percés sur toute leur épaisseur. Dans ce cas, ils présentent seulement, à partir de leur face postérieure devant etre contiguë au mur 2, des logements 21 qui, dans le plan vertical, présentent une section trapézoïdale et qui, dans le plan horizontal, présentent des bords 22 avec des rainures 23. Au moment de la mise en place du parement, les noyaux 112, qui sont eux-mêmes de section trapézoïdale, sont mis en place dans les logements 21 qui sont ensuite remplis de mortier réfractaire 24. tes noyaux sont, ensuite, fixés au blindage 1 comme décrit dans ce qui précède et, de préférence, au moyen des étriers 18. Les fig. 10 et Il illustrent encore une autre variante. Dans ce cas, les blocs de parement, désignés par 51)sont, en section verticale, de forme rectangulaire et, en section hori zontale, de forme trapézoldale. Les noyaux 113 sont également de section verticale rectangulaire et de section horizontale tnapézol- dale mais leur grande base est onposée à la grande base des blocs 51 ainsi que l'illustre bien la fig. 1. De cette façon, on met en place les blocs 51 et on les cale au moyen des noyaux 113 qui agissent pour les maintenir en place contre le mur 2 exactement comme le fait la pierre d'une clé de voûte.La liaison entre les noyaux Il et le blindage 1 peut se faire par l'un des moyens décrits dans ce qui rcède ou encore au moyen de tiges filetées 27 dont une boule 28 formant rotule est noyée-dans un logement desdits noyaux au moment de leur fabrication. Comme il est exposé dans ce qui précède, l'extrénité encochée des blocs fait saillie dans un logement 10 du mur 2 et ce logement peut, dans certains cas, s'étendre sur toute la hauteur de la paroi du four ce qui facilite le montage des organes d'accrochage des noyaux. Pour que ce logement ne forme pas un pont thermique, il es.. avantageux, au fur et a mesure que les noyaux sont fixés, de le remplir avec des granulés rêfractaires 30 comme illustré, e en particulier, aux fig. 3, 5 et 8. Ce nui précède montre que la construction ou la réfection d'un four, daine goulotte de coulée ou d'une anre construction devant supporter de très hautes températures peut être effectuée de façon rapide à partir de blocs de qualité régulière puisque préfabriqués, de sorte qu'il en résulte pour la construction une qualité elle-meme très grande. En effet, le revêtement pouvant jouer en fonction des variations de température,les risques de craquelures sont grandement réduits surtout lorsquton-prévoit en plus des joints de dilatation 4 comme illustré à la fig. 2, des joints de dilatation qui sont alors réalisés, de préférence, en fibre céramique. Dans tous les cas les noyaux font saillie dans les passages 10, c'est-à-dire en deçà des blocs 5 ce qui fait que les noyaux ne créent pas de solutionde continuité dans la protection réalisée. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications-peu- vent y-être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICA?ICNS 1. Construction réfractaire pour le traitement de produits divers, notamment de fonte et acier à haute température comportant une construction maçonnée dont la face soumise aux hautes températures de traitement est revêtue d'un parement réfractaire, caractérisée en ce que ledit revêtement est constitué par des blocs préfabriqués de matière réfractaire, lesdits blocs étant conformés pour s 'assembler les uns avec les autres à la manière de briques ou parpaings et délimitant des logements à parois convergeant vers la maçonnerie extérieure, lesdits logements étant replis par des noyaux de retenue de forme complémentaire faisant saillie en deçà desdits blocs et qui présentent, sur leur côté saillant tourné vers la maçonnerie, des organes d'accrochage et de retenue assurant une liaison, mais non une fixation, avec la maçonnerie ou paroi externe de la construction, de sorte que le revêtement constitué par lesdits blocs peut jouer en compensant les dilatations différentielles existant entre lui et ladite maçonnerie à laquelle il est relié. 2. Construction suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les logements et les noyaux sont de forme sensiblement trapézoïdale. 3. Construction suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les logements pour les noyaux sont délimités par les faces latérales de deux blocs successifs reliés par un noyau présentant même hauteur que lesdits blocs qutil relie. 4. Construction suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les noyaux présentent des rainures ou logements pour la mise en place d'un mortier au moment de leur assemblage avec les blocs constitutifs du parurent réfractaire. 5. Construction suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les logements de forme sensiblement tra pézoldale sont formés a partir de l'une des faces des blocs qui présentent une configuratIon générale parallélépipédique. 6. Construction suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que e les logements traversent complètement les blocs, les noyaux de fixation remplissant aussi complètement lesdits logements. 7. Construction suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les logements sont formés en tant que logements borgnes à partir de la face postérieure des blocs, lesdits logements allant s'évasant vers l'intérieur des blocs, et les noyaux, qui sont de forme sensiblement complémentaire et dont la partie de plus grande dimension se trouve à l'intérieur des blocs, étant reliés à ceux-ci par un mortier d'appoint. 8. Construction suivant l'une des revendications i à 7, caractérisée en ce que les noyaux recouverts par le revêtement réfractaire font saillie dans des logements, couloirs ou cheminées que présente la construction, lesdits logements, couloirs ou cheminées présentant une dimension supérieure à celle de la partie des noyaux qu'ils contiennent et étant fermés par una paroi externe, notamment un blindage métallique auquel lesdits noyaux sont reliés de manière articulée. 9. Construction suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les blocs sont reliés à la paroi externe formant blindage par des tiges filetées traversant ce blindage et formant un crochet coopérant avec un organe d'accrochage saillant dans une encoche que délimite chaque noyau fixé aux blocs formant le revêtement réfractaire. 10. Construction suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les blocs sont reliés à la paroi externe formant blindage par des étriers dont une branche est engagée dans un trou de la partie des noyaux saillant des blocs qu'ils retiennent et dont l'autre branche est engagée dans un gousset solidaire de là paroi formant blindage. il. Construction suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les logements, couloirs ou cheminées contenant l'extrémité des noyaux et les organes de liaison de ces noyaux avec la paroi formant blindage sont remplis de gra nulé s réfractaires. 12. Construction suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les blocs sont fabriqués en matière réfractaire, notamment en béton alumineux non cuit, tandis que les noyaux qui les fixent sont fabriqués en matière réfractaire cuite.