Brevet FR2343981A1 — publié le 19771007

la présente invention a pour objet une garniture réfractaire pour foyers de fours industriels ou autres applicaticns analogues, composée d'élments profilés présentant sur chacune de deux de leurs faces opposées une surface principale parallèle au plan de la garniture et possédant une section qui varie perpendiculairement à ce meme plan de façon telle que l'une de ces surfaces principales soit plus grande que autre, ces éléments profilés étant disposés cdte è c8te de façon telle que selon une première direction les petites et les grandes surfaces principales alternent sur chacune des faces extérieure et intérieure et qu'ils forment selon une seconde direction orthogonale à la précédente des rangées le long desquelles ces éléments ne présentent vers l'intérieur que soit leurs petites, soit leurs grandes surfaces principales. Les éléments profilés constituant de telles garnitures sont fréquemment réalisés sous la forme de corps creux à partir de fibres de matière céramique, ces corps creux étant ensuite bourrés d'un feutre réfractaire. Un inconvénient tient au fait que les fibres de matière céramique employées pour la i alisation des éléments profilés sont soumises à un retrait relativement important. De ce fait, peuvent prendre naissance dans de telles garnitures des interstices à travers lesquels le rayonnement émis par le foyer risque de diffuser directement vers l'extérieur. La section des éléments profilés se rétrécit en effet de façon continue depuis la grande surface principale jusqu'à la petite surface principale, en sorte que les interstices qui prennent naissance sous l'effet du retrait s'étendent de manière continue de l'extérieur vers l'intérieur. Lorsqu'unie garniture connue de ce genre est réalisée sousla forme d'un plafond suspendu et que la suspension n'affecte qu' 'n élément profilé sur deux selon une certaine direction, l'élément profilé qui se trouve interposé entre ces deux éléments peut, par suite du retrait et de la réduction de section qui en résulte, s'affaisser vers le bas en dépassant en saillie à l'intérieur du foyer par rapport aux deux éléments profilés voisins. En pareil cas, n'apparat sans doute aucun interstice de largeur appréciable ; toutefois, l'épaisseur de la garniture se trouve réduite en consé- quence en cet emplacement. Partant de cet état de la technique, la présente invention se donne pour but de perfectionner une garniture réfract & re du genre défini ci-dessus, ceci de façon telle que les éléments pro filés qui la constituent puissent etre réalisés en une matière présentant un fort retrait, ceci sans que ce retrait donne naissance à des interstices s'étendant de façon continue de l'intérieur vers l'extérieur. Ce but est atteint, conformément à l'invention, et dans le cas d'une garniture réfractaire du genre défini ci-dessus, gracie au fait que chaque élément profilé comporte sur ses deux faces la térales bordant les éléments adjacents selon la première direction précitée des surfaces d'appui orientées au moins à peu près parallèlement aux surfaces principales et définies par une variation de la section de l'élément, que ces surfaces d'appui sont situées à mi-distance des surfaces principales et sont orientées de manière à faire face à la plus petite de ces surfaces principales, et que des deux faces frontales bordant les éléments adjacents selon la seconde direction précitée l'une comporte au moins une surface d'appui orientée de façon à faire face à la petite surface principale tandis que l'autre comporte au moins une surface d'appui orientée de manière à faire face à la grande surface principale. Grâce aux surfaces d'appui, la section des éléments profilés présente une conformation telle qu'un retrait selon une direction située dans le plan de la garniture ne puisse conduire à la formation d'interstices la traversant de part en part. La largeur de ces surfaces d'appui est si largement dimensionnée qu'elles restent toujours au contact l'une de l'autre sur une surface suffisante lorsque les éléments profilés se rétreignent. De la sorte, ne peuvent donc prendre naissance des interstices traversant la garniture de part en part.Eh outre, les éléments profilés sont conçus de façon telle que la garniture puisse entre réalisée à partir d'un type uni- que d'élément profilé, ceci à l'exception éventuellement des é- ments profilés placés aux extrémités respectives des diverses rangées, ces éléments pouvant etre tronçonnés de façon à présenter une face lisse. On trouvera ci-après décrites quelques formes de réalisation avantageuses de l'invention, formes de réalisation dont 1Lne consiste en ce que les surfaces d'appui formées sur les faces frontales bordant les éléments profilés voisins selon la seconde direction sont situées hors du plan médian des surfaces principales de l'élément profilé. Ceci permet d'éviter que, dans la zone des surfaces d'appui des faces frontales et des faces latérales qui viendraient à se croiser à angle droit puissent prendre naissance des zones libres autorisant une propagation directe du rayonnement. Il est également possible de prévoir sur les faces frontales deux surfaces d'appui dont la première soit située dlun coté du plan médian des surfaces principales tandis que l'autre est située de l'autre cbté de ce mEme plan médian. L' invention propose encore que-des éléments de fixation viennent prendre ancrage sensiblement au milieu de chacune des petites surfaces principales regardant vers l'extérieur. On obtient de la sorte que le centre de l'élément profilé soit fermement maintenu en position et que la valeur correspondante du retrait selon toutes les directions possibles se rapporte à ce point fixe unique. Ceci permet de mieux mattriser les phénomènes de retrait. L'invention propose encore, selon un autre de ses aspects, que les surfaces d'appui qui viennent au contact l'une de l'autre sur les faces latérales d'éléments profilés voisins soient empêchées de glisser relativement l'une à l'autre selon leurs directions longitudinales correspondant à la seconde direction précitée, ceci grâce à un effet d'association de formes prévu à mi-longueur de ces e surfaces.Des rangées d'éléments profilés qui ne reposent par leurs surfaces d'appui que sur les surfaces d'appui des éléments profilés des deux rangées voisines et qui ne sont eux-memes retenus en position par aucun élément de fixation propre, pewent de ce fait entre pareillement immobilisés par rapport aux éléments profilés voisins contre un risque de dépl emeSS possibles sous l'effet du retrait. Un tel effet d'association de formes peut etre obtenu de diverses manières. C'est ainsi, par exemple, que l'on peut imaginer de constituer cet effet d'association de formes au moyen d'une pièce d' insertion dont une partie s' engage dans un évidement ménagé dans chacune des surfaces d'appui coopérantes. I1 est toutefois également possible de réaliser cet effet d'asaociation de formes au moyen d'une saillie ménagée sur une surface d'appui et d'un évidement complémentaire pratiqué sur l'autre surface d'appui coopérant avec la précédente, cet agencement devant présenter une symE- trie dans la mesure od, de toute meunière , ne doivent etre utilisés que des éléments profilés d'un type unique. Cette dernière recommandation est également valable pour la troisième forme possible de réalisation ci-après décrite, laquelle consiste en ce que l'effet d'association de formes est obtenu au moyen d'une saillie conformée en gradin et située à mi-longueur de la surface d'appui, cette saillie séparant l'une de l'autre les deux parties constitutives desdites surfaces d'appui, et en ce que les deux partiés de ces surfaces d'appui sont légèrement tncli- nées depuis cette saillie jusqu'aux faces frontales de l'élément profilé L'invention sera à présent décrite plus en détail à propos de quelques formes de réalisation préférentielles, données à simple titre d'exemples illustratifs, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels La figure 1 représente en vue perspective tn élément profilé d'une garniture réfractaire selon 1' invention La figure 2 reproduit une coupe schématique d'une telle garniture, prise selon une première direction ; La figure 3 reproduit une coupe schématique de cette meme garniture selon une direction orthogonale à la précédente La figure 4 représente en vue de dessus la garniture réfractaire selon l'invention Et les figures 5 à 7 illustrent diverses possibilités de réa libation de l'effet d'association de formes entre surfaces d'appui coopérantes. L'élément profilé représenté à la figure 1 des dessins annexé se présente sous la forme d'une brique creuse réalisée en fibres de matière céramique, laquelle brique est ensuite remplie d'un feutre réfractaire. Cet élément profilé possède une grande surface principale 10 et une petite surface principale 11 parallèle à la précédente et opposée à celle-ci. Sur chacune des deux faces latérales opposées est prévue une surface d'appui 12, laquelle est orientée de façon à faire face à la petite surface principale 11, ce qui signifie que la section de l'élément profilé qui y est adjacente selon cette meme direction se trouve réduite de la margeur des deux surfaces d'appui 12.Celles-ci sont d'autre part disposées exactement dans le plan médian des deux surfaces principales 10 et ll de l'élément profilé. Sur chacune des deux faces frontales de cet élément, sont également prévues des surfaces d'appui formées par des saillies en forme de gradins, en l'occurrence des surfaces d'appui 13 et des surfaces d'appui 14. Les surfaces d'appui 13 et les surfaces d'appui 14 sont respectivement situées dans des plans qui ne coticident pas avec le plan médian des deux surfaces principales qui contient les surfaces d'appui 12. Le plan contenant les surfaces d'appui 13 est situé d'un cbté de ce plan médian, tandis que le plan contenant les surfaces d'appui 14 l'est de l'autre cOté de ce meme plan médian. Les surfaces d'appui 12 présentent approximativement à milongueur des évidements 15 dans lesquels peut s' engager une pièce d'insertion 16. Dans 1' exemple pris en considération, les évidements 15 et la pièce d'insertion 16 sont de section circulaire ; mais il est naturellement tout aussi possible de choisir d'autres formes de section appropriées. C'est ce qui ressort par exemple des formes de réalisation représentées aux futures 6 et 7 des dessins, formes de réalisation dans lesquelles toutefois ne sont pas prévues des pièces d' inser- tion séparées, mais sealement des saillies complémentaires 17 et 18, saillies qui sont formées d'une seule pièce avec les éléments profilés correspondants. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 5 des dessins, est prévue à mi-longueur d'une surface d'appui 12 une saillie 19 en forme de gradin, laquelle subdivise la surface d'ap- pui 12 en deux parties. Chacune de ces deux parties présente par rapport à la direction longitudinale de l'élément profilé une inclinaison, cette inclinaison étant identique pour les deux parties constituant la surface d'appui 12. Ceci rend impossible un déplacement relatif de deux éléments profilés voisins selon l'une de leurs directions longitudinales du fait du verrouillage réalisé par cette saillie 19 d'orientation orthogonale à cette direction, tandis que selon la direction opposée, l'inclinaison des surfaces d'appui 12 subdivisées provoquent un effet de blocage correspondant. Il est en outre indiqué au moyen de traits interrompus sur les figures 5 à 7 des dessins annexés de quelle manière slengagent les faces latérales d'un élément profilé voisin, ou encore, de quelle manière sont orientées les alites correspondantes sur les faces opposées du mtme élément profilé. Les figures 2 à 4 des dessins annexés illustrent une garniture réfractaire selon l'invention, cette garniture étant réalisée sous la forme d'un plafond suspendu. La figure 2 montre de quelle manière les éléments profilés s'imbriquent rmtuellement par leurs faces frontales, avec appui réciproque des surfaces d'appui 13 et 14 ; on reconnaît également la position des surfaces d'appui 12 et de leurs évidements 15. Selon la direction longitudinale cons i- dérée pour la représentation du dessin, chaque élément profilé est maintenu au moyen d'un élément de suspension 20, lequel s'ancre approximativement au milieu de la petite surface principale 11. L'élément de suspension 12 peut, par exemple, etre constitué par une tige filetée qui s'engage dans un perçage le plus souvent exécuté sur place de la petite surface principale 11, et qui peut etre pourvue de 11intérieur d'un écrou fileté, après interposition éven- tuelle d'une rondelle ou d'une plaquette. La figure 3 des dessins annexés représente une coupe transversale du plafond suspendu, et permet de constater que les élé mentis profilés sont disposés de façon telle selon cette direction que sur la face extérieure aussi bien que sur la face intérieure du plafond suspendu une grande surface principale 10 alterne toujours avec une petite surface principale 11.Du fait que les éléments de sts pensian 20 prennent toujours ancrage sur un élément profilé dont la petite surface principale 10 fait face à l'extérieur ou est orientée vers le haut, il est toujours possible de disposer entre rangées voisines une rangée d'éléments profilés selon la position inverse, c'est-à-dire avec leurs petites surfaces principales 11 orientées vers l'intérieur ou vers le bas. Dudit que les surfaces d'appui 12 sont exactement situées dans le plan médian des surfaces principales 10 et Il, on obtient des faces intérieures et extérieures parfaitement lisses pour le plafond suspendu. La figure 4 des dessins annexés montre elle aussi l'agencement des divers éléments profilés en rangées de meme position des éléments selon l'une des directions, et en rangées avec alternance de positions selon l'autre direction, orthogonale à la précédente. Du fait que les éléments de suspension 20 prennent ancrage au milieu des éléments profilés concernés, et du fait qu'en outre les éléments profilés qui ne sont pas maintenus par ces éléments de suspension 20 sont pareillement immobilisés dans une position moyenne grace aux évidements 15 et aux pièces d'insertion 16, la matière constitutive des éléments profilés ne peut se contracter que par rapport à de tels points de fixation et se rétreint ainsi de façon relativement uniforme selon toutes les directions ; on se trouve ainsi assuré que les interstices qui viennent à prendre naissance lors du retrait présentent une largeur uniforme, et que les réductions de dimensions ne puissent s'additionner de manière non contr8lable en un certain emplacement, ceci à un point tel que la largeur des surfaces d'appui 12 à 14 ne soit plus suffisante pour empocher l'apparition d'un interstice traversant la garniture de part en part. REVENDICATIONS I - Garniture réfractaire pour foyers de fours industriels ou autres applications analogues, composée d'éléments profilés présentant sur chacune de deux de leurs faces opposées une surface principale parallèle au plan de la garniture et possédant une section qui varie perpendiculairement à ce meme plan de façon telle que l'une de ces surfaces principales soit plus grande que l'autre, ces éléments profilés étant disposés côté à côte de façon telle que selon une première direction les petites et les grandes surfaces principales alternent sur chacune des faces extérieure et intérieure et qu'ils forment selon une seconde direction orthogonale a la précédente des rangées le long desquelles ces éléments ne présentent vers l'intérieur que soit leurs petites, soit leurs grandes surfaces principales, caractérisée par le fait que chaque élément profilé comporte sur ses deux faces latérales bordant les éléments adjacents selon la première direction précitée des surfaces d'appui (12) orientées au mains à peu près parallèlement aux surfaces principales (10, 11) et définies par une variation de la section de l'élément, que ces surfaces d'appui (12) sont situées à mi-distance des surfaces principales (10, 11) et sont orientées de manière à faire face à la plus petite (ll) de ces surfaces principales, tt que des deux faces frontales bordant les éléments adjacents selon la seconde direction précitée l'une comporte au moins une surface d'appui (13) orientée de façon à faire face à la petite surface principale (11) tandis que l'autre comporte au moins une surface d'appui (14) orientée de manière à faire face à la grande surface principale (10). 2 - Garniture réfractaire selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les surfaces d'appui formées sur les surfaces frontales bordant les éléments profilés voisins selon la seconde direction sont situés en dehors du plan médian des surfaces principales (10, 11) de l'élément profilé. 3 - Garniture réfractaire selon la revendication 2, caractérisée par le fait que sur chaque surface frontale sont prévues une première surface d'appui (13) d"n côté du plan médian et une seconde surface d'appui (14) de l'autre cbté de ce plan médian. 4 - Garniture réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que des éléments de fixation (20) prennent ancrage sensiblement au centre de chacune des petites surfaces frontales (11) des éléments profilés qui font face à l'extérieur. 5 - Garniture réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que des surfaces d'appui (12) en contact mutuel des faces latérales d'éléments profilés voisins sont immobilisées contre un risque de déplacement relatif selon leur direction longitudinale correspondant à la seconde direction précitée grâce à un effet d'association de formes (15, 16) prévu sensiblement à mi-longueur de ces surfaces. 6 - Garniture réfractaire selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'effet d'association de forme est obtenu au moyen d'une pièce d'insertion (16) dont les parties constitutives s'engagent respectivement dans des évidements (15) des surfaces d'appui concernées (12). 7 - Garniture réfractaire selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'effet d'association de formes est réalisé au moyen d'une saillie (17, 18) prévue sur l'une des surfaces d'appui (12) et d'un évidement complémentaire pratiqué dans l'autre surface d'appui. 8 - Garniture réfractaire selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'effet d'association de formes est obtenu au moyen d'une saillie (19) conformée en gradin et prévue à milongueur des surfaces appui (12), cette saillie divisant lesdites surfaces d'appui en deux parties distinctes, et que ces deux parties des surfaces d'appui (12) sont légèrement inclinées depuis ladite saillie (19) jusqu'aux faces frontales de l'élément profilé.