Brevet FR2381245A1 — publié le 19780915

La présente invention concerne un garnissage de foyers, en particulier de fours industriels fonctionnant à température élevée, comprenant des platelages en matière résistante à la température disposés l'un à côté de l'autre et superposés en plusieurs couches et des pièces pour fixer les platelages à l'une des parois du foyer portant le garnissage. On utilise ces garnissages pour des foyers dont les températures de fonctionnement peuvent être de 10000C et davantage. Les platelages sont le plus souvent en fibres céramiques et supportent des températures allant jusqu'à 15000C. La fixation des platelages superposés en couches s'effectue à l'aide de pièces qui, le plus souvent, sont constituées d'une cheville métallique soudée à la paroi du foyer et d'une plaque de fixation qui peut être fixée sur la cheville à la manière d'une fermeture à baionnette ou également à l'aide d'un filetage. La cheville traverse les platelages jusqu'à leur couche la plus extérieure,qui est alors la couche du garnissage soumise directement à la température du foyer. Mais les plaques de fixation et les extrémités le plus souvent saillantes des chevilles sont également soumises de la même manière à ces températures qui en pratique peuvent dépasser 10000C. Dans la mesure où les plaques de fixation sont en un acier pouvant résister aux températures élevées, on indique une valeur de 1i000C environ comme contrainte thermique admissible Mais les températures se produisant dans le foyer pcuvent parfois être plus élevées sans qu'on puisse toujours sten rendre maître au moins quand on veut tirer avantage autant que possible des limites de température déterminées par la limite de température pour les pièces de fixation. Malheureusement,on ne peut tirer un plein avantage de l'aptitude à résister aux contraintes thermiques des platelages en raison de cette limitation de température. I1 s'est révélé chaque fois que les pièces des fixations soumises à une action directe de la température brûlent ou stoxy- dent relativement vite,de sorte que les plaques de fixation se desserrent. C'est le début d'un détachement lent d'au moins la couche la plus extérieure du garnissage. Pour pallier ces difficultés on a déjà essayé de fabri quer en matière céramique au moins les parties des pièces de fixation qui sont soumises directement à l'action de la température. Mais il s'est révélé que cette matière céramique n'est pas susceptible de subir une contrainte mécanique suffisante,en particulier quand il faut compter avec une contrainte supplémentaire en raison des trépidations ou des coups. L'invention vise à perfectionner un garnissage du type précité de manière à ce que l'on puisse tirer entièrement profit des limites de température données par l'aptitude des platelages à résister aux contraintes thermiques,sans avoir à tenir compte des-pièces de fixation. Suivant l'invention,les pièces de fixation adhèrent à une couche intérieure,formée par le platelage,dont une partie, raccordée à cette couche,est repliée et vient comme couche extérieure sur la couche intérieure. Grâce à cet agencement du garnissage, on parvient dans chaque cas à munir les pièces de fixation,indépendamment de leur type de réalisation, d'un revêtement dans l'épaisseur d'une couche de platelage et ainsi à les protéger parfaitement d'une action directe de la température. On peut donc soumettre le garnissage à des températures bien plus élevées qu'il n'était possible jusqu'ici. Mais, meme si un foyer ne fonctionne pas dans cette plage de températures élevées,mais par exemple seulement entre 500 et 800 C, on peut utiliser l'invention avec avantage car les pièces de fixation peuvent alors être en un matériau plus simple et donc moins coûteux que lorsqu'elles doivent résister à l'action directe de la température. Un autre avantage est que, pour une épaisseur nécessaire donnée du garnissage, les chevilles, lorsqu'on utilise des chevilles et des disques comme pièces de fixation, peuvent entre plus courtes que jusqu'ici puisqu'elles n'ont pas à traverser la couche extérieure. Cela représente des économies notables en particulier lorsqu'il est nécessaire d'utiliser des matériaux de grande valeur pour constituer les chevilles. Il est en outre avantageux que les diverses pièces de platelage ne soient soumises à l'action directe de la~température, grâce au pliage suivant l'invention,que par une partie de leur surface, tandis qu'une autre partie constitue une couche inté rieure se trouvant sous cette couche extérieure ou une couche intérieure sousjacente à un platelage adjacent. On obtient ainsi une diminution notable du retrait de chaque platelage par rapport à ce que l'on observait jusqu'ici pour les platelages servant de couche extérieure d'un garnissage. Dans certains cas,il n'est pas absolument nécessaire de fixer en outre la couche extérieure car, par exemple pour des parois verticales, on peut agencer le garnissage de manière que la couche extérieure pende vers le bas. Mais on peut également fixer la couche intérieure et la couche extérieure par collage. On peut également les fixer l'une à l'autre par des éléments de liaison métalliques ou céramiques car, comme ces éléments ne maintiennent ensemble que les deux couches, la contrainte mécanique est négligeable et il n'y a pas d'inconvénient à ce que les éléments de liaison mécaniques soient un peu oxydés. On peut agencer ces éléments de liaison de manière qu'ils ne pénètrent que dans la zone intérieure de la couche extérieure et qu'ils y soient retenus,par exemple par accrochage. Suivant un mode de réalisation préféré, l'élément de liaison comprend une barrette ou un disque, au moins une cheville pénétrant dans une couche-étant prévue des deux côtés. La barrette ou le disque rende uniforme la pénétration des chevilles dans leur couche , les chevilles pouvant être également munies de crochets alignés. Lorsque l'on utilise des pièces de fixation, qui sont constituées d'une cheville fixée à la paroi du foyer et d'une plaque pouvant être placée sur cette cheville, l'on peut rendre rugueuse la face extérieure de la plaque ou la munir d'une surface de liaison dentelée. Cette plaque peut pénétrer dans la couche extérieure qui se trouve au-dessus d'elle ou faciliter simplement un collage. Suivant une variante, la couche extérieure revient en direction de la paroi sur la face frontale libre de la couche intérieure. I1 est ainsi possible de fixer ce bord de la couche extérieure à une distance suffisamment grande de la face extérieure du garnissage,donc dans une zone où la température est déjà nettement plus basse. On peut effectuer cette fixation en la collant à la face frontale de la couche intérieure ou à une autre couche se trouvant sous la couche intérieure, mais on peut aussi maintenir la partie de la couche extérieure qui revient vers la paroi 5 à l'aida d'une pièce de fixation supplémentaire qui s'étend à peu près transversalement à une pièce de fixation adhérant à la coudie intérieure. Suivant une variante, une autre partie du platelage se raccordant à la couche extérieure est placée, après avoir été ramenée en direction de la paroi, à titre de couche intérieure, sous la couche intérieure d'un platelage voisin, la couche intérieure de ce platelage étant fixée par une autre pièce de fixation. On obtient donc un agencement à trois couches pour le garnissage. I1 est particulièrement avantageux que chaque platelage soit bien maintenu non seulement aux pièces de fixation adhérant à sa couche intérieure, mais également par la partie de platelage sousjacente au platelage adjacent. On peut ainsi mieux maintenir et placer le garnissage dans tous les recoins de la paroi du foyer que ce n'était le cas pour les garnissages où l'on ne devait se servir pour ces recoins que de faces frontales coupées. I1 est aussi favorable à cet égard que les joints formés entre les couches extérieures des platelages ne soient plus limités par des faces frontales coupées des platelages,car dans cette zone,les fibres peuvent se séparer plutôt facilement de leurs faisceaux, de sorte que les platelages se relâchent et que souvent aussi les joints d'agrandissent. Lorsqu'en revanche on agence le garnissage suivant l'invention, les joints de séparation sont limités dans la zone de pliage par des parties planes lisses et intactes où la matière constitutive des platelages conserve toujours son assemblage résistant Il s'est en outre révélé qu'en raison du pliage la stabilité totale du garnissage est nettement améliorée. Suivant une autre variante, à l'autre extrémité de la couche intérieure,à laquelle adhère la pièce de fixation,se raccorde une autre partie de platelage,qui est-également repliée et qui vient comme couche intermédiaire entre cette couche intérieure et la couche extérieure du platelage. Tandis que le garnissage dans le mode de réalisation décrit jusqu'ici comprenait trois couches, à savoir la couche extérieure, la couche intérieure du même platelage et une couche intérieure du platelage voisin, le garnissage suivant ce mode de réalisationest d'un agencement à quatre couches, la pièce de fixation étant protégée non seulement par la couche extérieure, mais aussi en outre par la couche intermédiaire. La pièce de fixation a donc maintenant une protection deux fois plus forte dont on peut tirer avantage soit par une élévation de la température de fonctionnement du foyer, au cas où l'on n'a pas dû encore utiliser pleinement l'aptitude desP à résister aux contraintes thermi- ques, soit en fabriquant les pièces de fixation en matériau plus simple .Le garnissage a en outre une bonne stabilité bien que les pièces de fixation ne traversent que deux des quatre couches. L'économie de matière obtenue par rapport aux agencements connus jusqu'ici pour ce qui concerne les pièces de fixation est ainsi d'autant plus grand. Suivant une variante, l'une au moins des pièces de fixation adhère à la couche intérieure au voisinage d'une zone de pliage formée par cette couche intérieure. En positionant correctement les pièces de fixation, on peut favoriser d'une manière simple l'obtention d'une ligne de pliage lors de la fabrication du garnissage. Lorsque ce dernier est constitué de quatre couches et comprend donc une couche intermédiaire, les pièces de fixation peuvent adhérer à la couche intérieure dans la zone de pliage de la couche intermédiaire. On n'a pas à craindre alors que la pièce de fixation ne pénètre dans le joint de.séparation formé par la face frontale libre de la couche intermédiaire. En outre cela est avantageux pour la fabrication du garnissage. On a déjà mentionné que les pièces de fixation peuvent avoir un agencement quelconque, de sorte que l'on peut toujours utiliser les pièces de fixation connues actuellement. Mais pour le garnissage suivant l'invention, on peut utiliser aussi un type de fixation inconnu jusqu'ici,suivant lequel les pièces de fixation présentent des barres s'étendant parallèlement à l'axe de pliage, de préférence dans la zone de pliage et qui sont fixées à des chevilles reliées à la paroi. Grace à ces barres on peut maintenir les platelages de manière uniforme sur une grande partie de leur largeur. I1 est particulièrement recommandé d'utiliser ces barres quand les pièces de fixation ne sont prévues qu'à des distances assez grandes les unes des autres suivant la direction de la largeur des platelages, c'est-à-dire des lignes de pliage. Avantageusement,on peut fixer les barres lorsque les extrémités des chevilles sont en forme de crochets ou d'oeillets an les accrochant ou en engageant leur extrémité dans ces oeillets. Le garnissage peut être utilisé pour toutes les parois d'un foyer. Pour une paroi à peu près verticale, il est bon que les lignes de pliage soient à peu près horizontales et que les pièces de fixation adhèrent au voisinage d'une zone de pliage formant une partie marginale supérieure du platelage. Cela facilite le montage. Aux dessins annexés,donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma vu en coupe d'un garnissage suivant l'invention à trois couches. La figure 2 est un schéma vu en coupe d'un garnissage suivant l'invention à quatre couches, et La figure 3 illustre une variante. A l'exemple représenté à la figure 1 le garnissage est porté par une paroi 10 en acier. Pour la fixation on se sert de pièces constituées respectivement d'une cheville Il soudée à la paroi 10 et d'une plaque 12 de fixation pouvant être fixée à la cheville 11 à la manière d'une fermeture à batonnette. Un platelage 13 est subdivisé en trois parties, à savoir une première couche 13a intérieure, une couche 13b extérieure raccordée à la première et venant sur celle-ci gr ce à un pliage, et une autre couche 13c intérieure qui se raccorde à la couche 13b extérieure et qui vient sous la couche 14a intérieure d'un platelage 14 adjacent. Les lignes de pliage s'étendent donc suivant la direction horizontale, chaque plaque de fixation adhérant à la couche 13a ou 14a intérieure dans la zone de la ligne de pliage supérieure. Dans la zone inférieure, la couche 13a intérieure est maintenue par exemple par la fait que la couche 13b extérieure revient en direction de la paroi 10 et vient sous la couche 14a intérieure du platelage 14 adjacent. Comme il ressort du dessin, cela donne au garnissage un agencement régulier constitué de trois couches de même épaisseur, ce qui assure une bonne stabilité au garnissage.On n'a représenté qu'une partie de la paroi 10, mais il va de soi que l'on peut préparer le garnissage suivant l'invention en toutes les dimensions souhaitées. C'est ainsi que la couche 14c intérieure du platelage 14 vient sous la couche 15a intérieure d'un platelage 15 adjacent et ainsi de suite. A la figure 2,des chevilles 17, dont les extrémités libres sont en forme de crochets,sont soudées à une paroi 16. Ces chevilles 17 forment avec des barres 18 les pièces de fixation. Un platelage 19 est subdivisé en quatre parties, à savoir une couche 19a intérieure, une couche 19b extérieure se raccordant à la couche 19a et une autre couche 19c intérieure qui vient sous la couche 20a intérieure d'un platelage 20 adjacent. Une quatrième partie du platelage 19 se raccorde à l'autre extrémité de la couche 19a intérieure dans la zone supérieure de pliage. La cheville 18 y adhère aussi. Cette quatrième partie du platelage forme une couche 19d intermédiaire placée sur la couche 19a intérieure et recouverte de la couche 19b extérieure. Les chevilles 17 et les barres 18 sont donc maintenant protégées par une couche 19d intermédiaire et par une couche 19b extérieure. Comme il ressort de la figure 2, d'autres pièces de fixation adhèrent à la zone inférieure des couches 19a et 20a intérieures. Ces pièces de fixation se composent respectivement d'une cheville 11 et d'une plaque 12 de fixation. La figure 3 représente à plus grande échelle un garnissage seulement dans la zone de transition entre deux platelages adjacents. Sur une paroi 21 est placée d'abord une couche 22 constituant un platelage continu. Il s'y raccorde deux platelages 23 et 24 adjacents qui forment respectivement une couche 23a ou 24a intérieure et une couche 23b ou 24b extérieure La zone de pliage reliant ces couches se trouve également dans ce cas sur le bord supérieur des platelages 23 ou 24,tandis que les couches 23b ou 24b extérieures présentent,sur leur face inférieure en regard,des prolongements 23c ou 24c qui reviennent en direction de la paroi 21 à peu près à angle droit sur les faces frontales inférieures des couches 23a ou 24a inférieures et reposent sur la couche 22 par leur face frontale an pouvant, le cas échéant, nty etre maintenues que par collage. Pour fixer les platelages 23 et 24, on se sert également dans ce cas de pièces de fixation qui comprennent respectivement une cheville 11 et une plaque 12 de fixation dont on peut mieux dans ce cas reconnaître la forme en raison du fait que le dessin est à plus grande échelle. Les chevilles 11 sont soudées à la paroi 21. Pour fixer les prolongements 23c ou 24c, les pièces 11, 12 de fixation disposées dans la zone des faces frontales libres des couches 23a et 24a intérieures peuvent être munies d'une pièce de fixation supplémentaire formée d'une cheville 25 supplémentaire et d'une autre plaque 12 de fixation. La face inférieure des prolongements 23c et 24a est en contact étroit avec la face supérieure du platelage inférieur. En variante du mode de réalisation de la figure 3, les couches 23b et 24b extérieures n1 arrivent que jusqu'à la hauteur indiquée par la courbe 26 en tiretés. On supprime alors bien entendu les chevilles 25 supplémentaires et leur plaque 12 de fixation, les platelages 23 et 24 et les platelages qui leur font suite étant serrés très étroitement en raison de l'absence des prolongements 23w, 24c et des prolongements des autres platelages. S'il est nécessaire de relier les couches 23b et 24b extérieures aux couches 23a et 24a intérieures d'une manière quelconque, on peut utiliser de la colle ayant une résistance convenable à la température. Mais on peut aussi prévoir des éléments de liaison supplémentaires, par exemple sous la forme de l'été ment de liaison représenté à la partie supérieure de la figure 3, constitué d'une plaque 27 et d'une cheville 28 munie d'un crochet à l'une de ses extrémités. Mais une telle liaison est utilisable non seulement quand le garnissage est conçu suivant l'invention. On peut aussi fixer le cas échéant au moins la couche la plus extérieure d'un platelage sans utiliser de pliage, à l'aide d'un tel élément de liaison, sans nuire à la stabilité du garnissage. Si nécessaire on peut aussi prévoir une cheville 28 munie de crochets prolongeant une cheville 11 comme cela est représenté pour la pièce de fixation supérieure à la figure 3. Même si les chevilles 28 sont soumises à une température un peu plus élevée que les plaques 12 de fixation, cela n'emporte aucun inconvénient, car si la solidité des chevilles 28 devait astre diminuée,en raison de l'action de la température, ces chevilles suffiraient encore en tout cas pour maintenir les couches 23b et 24b extérieures en position, car elles n' ont pas à supporter une charge pondérale. Bien que dans tous les exemples de réalisation, les lignes de pliage soient horizontales, on peut aussi disposer les platelages de façon que ces lignes de pliage soient verticales. Ceci est recommandé par exemple pour des parois verticales qui délimitent un foyer rond. Bien entendu le garnissage suivant l'invention peut être utilisé non seulement pour des parois latérales, mais aussi pour des couvercles ou d'autres portions de parois d'un foyer. En variante de l'exemple de réalisation représenté à la figure 2, on peut aussi ne pas prévoir la couche 19c intérieure du platelage 19 et la couche intérieure correspondante se trouvant sur la paroi 16 et faire revenir vers cette paroi 16 les prolongements de la couche 19b extérieure et de la couche extérieure correspondante de l'autre platelage, comme cela a été décrit pour l'exemple de réalisation suivant la figure 3, de ma nière à obtenir à nouveau un garnissage à trois couchas. Contrairement à l'exemple de réalisation suivant la figure 3, la couche est alors formée par la couche 19d intermédiaire et la couche intermédiaire correspondante de l'autre platelage. REVENDICATIONS 1) Garnissage de foyers, en particulier de fours industriels fonctionnant à température élevée, comprenant des platelages en matière résistante à la température disposés l'un à côté de l'autre et superposés en plusieurs couches et des pièces pour fixer les Dlatelages à l'une des parois du foyer portant le garnissage, caractérisé en ce que les pièces (11, 12) de fixation adhèrent à une couche intérieure (23a, 24a), formées par le platelage (23, 24), dont une partie, raccordée à cette couche, est repliée et vient comme couche extérieure (23b, 24b) sur la couche intérieure (23a, 24a). 2) Garnissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche intérieure (23a, 24a) est reliée par collage à la couche extérieure (23b, 24b). 3) Garnissage suivant la revendication 1 ou 2, carar+é- risé en ce que la couche intérieure (23a, 24a) et la couche extérieure (23b, 24b) sont reliées l'une à l'autre par des éléments (27, 28) métalliques ou céramiques de liaison. 4) Garnissage,en particulier suivant l'une des revendications précédentessayant un élément de liaison reliant deux couches, caractérisé en ce que l'élément de liaison comprend une barrette, un disque ou une plaque (27) sur les deux cotés duquel est prévue au moins une cheville (28) pénétrant dans la couche associée du garnissage. 5) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face extérieure de la pièce de fixation est rugueuse ou a une surface de liaison dentelée. 6) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche extérieure (23b, 24b) revient en direction de la paroi (21) sur la face frontale libre de la couche intérieure (23a, 24a) sous la forme d'un prolongement (23c, 24c). 7) Garnissage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le prolongement (23c, 24c) de la couche extérieure (23b, 24b) qui revient est maintenu à l'aida d'une pièce (12, 25) de fixation supplémentaire qui s'étend à peu près transversalement à une pièce (11, 12) de fixation adhérant à la couche intérieure (23a, 24a). 8) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une autre partie du platelage (13) se raccordant à la couche extérieure (13b) est placée, après avoir été ramenée en direction de la paroi (10), à titre de couche intérieure (13c) sous la couche intérieure (14a) d'un platelage (14) voisin, la couche intérieure (14a) de ce platelage (14) étant fixée par une autre pièce (11, 12) de fixation. 9) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à 1'autre extrémité de la couche intérieure (19a) d'un platelage (19), à laquelle adhère la pièce (17, 18) de fixation, se raccorde une autre partie de platelage, qui est également repliée et qui vient comme couche intermédiaire (19d) entre la couche intérieure (19a) et la couche extérieure (19b) du platelage (19). 10) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des pièces (11, 12; 17, 18) de fixation adhère à la couche intérieure (13a, 19a, 23a, 24a) au voisinage d'une zone de pliage formée par cette couche intérieure. 11) Garnissage suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les pièces (17,18) de fixation adhèrent à la couche intérieure (19a) dans la zone de pliage formée par le pliage de la couche intermédiaire (19d). 12) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les Dièces de fixation présentent des barres (18) s'étendant parallèlement à l'axe de pliage et qui sont fixées à des chevilles (17) reliées à la paroi (16). 13) Garnissage suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les extrémités des chevilles (17) forment des crochets ou des oeillets. 14) Garnissage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour des parois (10, 16) à peu près verticales, les lignes de pliage sont à peu près horizontales et les pièces (11, 12; 17, 18) de fixation adhèrent au voisinage d'une zone de pliage formant une partie marginale supérieure du platelage