Brevet FR2422919A1 — publié le 19791109

La présente invention a pour objet un nouveau dispositif de retenue de coupelles céramiques, utilisable pour la fixation de garnissages réfractaires de fours, constitués en matériau fibreux. On soit, qu'il est de pratique courante d'utiliser, pour la fixation des couches externes de fibres céramiques constituant de tels garnissages réfractaires, et en particulier de celles à haut degré pyroscopique, les plus voisines de l'intérieur des fours, des coupelles de céramique de hauteur suffisante pour traverser l'ensemble des couches externes soumises à la température la plus élevée. De telles coupelles céramiques sont visibles en particulier sur la figure 4 du dessin annexé au brevet français 75 27124 du 4 septembre 1975 déposé au nom de la demanderesse et publié sous le N"2.523.117. L'inconvénient de teles coupelles réside dans le fait qu'il est difficile de découper lesdites nappes de fibres céramiques de haut degré pyroscopique, pour y loger ces coupelles, de façon telle que lesdites coupelles céramiques se trouvent parfaitement centrées par rapport aux tiges prévues pour leur fixation.Comme l'orifice postérieur ménagé dans de telles coupelles céramiques ne-doit présenter qu'un jeu réduit par rapport auxdites tiges, pour permettre d'immobiliser ces coupelles par simple écrasement de ces tiges au voisinage de leur extrémité antérieure, il est difficile notamment, de fixer ces coupelles sur lesdites tiges dans une position appropriée, et surtout de les immobiliser dans cette position, soit par un tel écrasement, soit par vissage d'un écrou de blocage dans le fond desdites coupelles. De plus, comme la masse en métal servant à retenir lesdits éléments céramiques est peu importante dans le cas d'immobilisation par écrasement, l'oxydation de cette masse à température élevée attaque profondément ce métal, qui devient rapidement incapable de remplir son rôle d'élément d'immobilisation de ces éléments céramiques. On conçoit donc, que, d'une part, la mise en place des éléments céramiques est difficile, et que, d'autre part, leur immobilisation est précaire. Ainsi, bien que l'utilisation de telle coupelles céramiques permette théoriquement de reporter l'emplacement des pièces métalliques servant à l'ancrage desdites coupelles sur une charpentenassez près de la face externe des fours, pour que l'oxydation de ces pièces métalliques devienne peu importante du fait de la température réduite à laquelle ces pièces métalliques se trouvent portées lorsque lesdits fours sont en fonctionnement, les procédés actuels de fixation de ces coupelles ne donnent pas réellement satisfaction. Dans le cas d'utilisation d'écrous d'immobilisation, il faut visser ces écrous sur une partie antérieure filetée des tiges d'immobilisation au voisinage du fond desdites coupelles. Ce vissage constitue également une opération délicate en raison des difficultés précitées de centrage des coupelles, et il en résulte des pertes de temps considérables. Conformément à la présente invention, on prolonge tout d'abord les tiges de liaison entre lesdites coupelles et la tôle extérieure du four, en prévoyant des manchons intermédiaires d'assemblage vissés sur la partie antérieure desdites tiges, et sur lesquels on vient visser des prolongateurs de diamètre relativement faible, sur lesquels on enfile les différentes couches de fibres céramiques tournées vers l'intérieur du four,en an appliquant, au voisinage de ces manchons, une pression suffisante pour les percer, lesdits prolongateurs faisant saillie suffisamment par rapport aux couches externes, pour qu'il soit facile d'enfoncer des emporte-pièce dans lesdites couches de fibres céramiques, concentriquement auxdits prolongateurs, pour réaliser, dans ces couches,des trous de diamètre suffisant, pour permettre llintroduc- tion ultérieure desdites coupelles jusqu'à un niveau un peu en avant de celui de la partie antérieure desdits manchons. On enfile ensuite sur lesdits prolongateurs, des tubes de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ces prolongateurs, et se terminant, à leur partie supérieure, par une partie tronconique, permettant de soulever à distance le fond desdites coupelles, jusqu'à ce qu'elles atteignent environ le niveau de la partie médiane desdits manchons, la partie antérieure desdites coupelles, tournée vers l'intérieur du four, pénétrant simultnnément à l'intérieur de la dernière couche de fibres céramiques. Lorsque les tubes entourant lesdits prolongateurs-viennent en butée contre la partie inférieure des manchons d'accouplement précités, on visse sur l'extrémité antérieure de ces prolongateurs un écrou, de façon à venir bloquer ces tubes en position enfoncée. On poursuit ensuite le serrage desdits écrous, en immobilisant lesdits tubes au moyen d'une clé spéciale coopérant avec deux méplats prévus à cet effet sur chaque tube, et positionnés de telle façon que ladite clé soutienne en même temps les coupelles céramiques dans une position telle que leur fond atteigne la partie ariè desdits manchons d'accouplement. Au cours de ce serrage complémentaire, lesdits tubes, qui comportent une partie supérieure tronconique,viennent appuyer fortement contre quatre parties évasées prévues à ltextrémite antérieure dudit manchon d'accouplement, de part et d'autre de deux traits de scie perpendiculaires, et comme l'angle d'ouverture de ladite partie tronconique est supérieur à celui desdites parties évasées, ce vissage complémentaire provoque une déformation vers l'ex- térieure de ces quatre parties évasées,ju-su a une position telle que les rondelles d'acier allié qui sont logées contre l'intérieur de la partie médiane desdites coupelles , se trouvent appliquées fortement contrela partie non fendue desdits manchons, le retrait de ladite clé permettant ensuite auxdites couches de fibres céramiques, du fait de leur élasticité, de repousser lesdites coupelles céramiques jusqu'à leur position définitive. il suffit ensuite, de démonter lesdits tubes et lesdits prolongateurs en utilisant par exemple un tournevis coopérant avec une rainure prévue à l'extrémité inférieure desdits prolongateurs Pour éviter que le dévissage de ces prolongateurs n'entraîne celui desdits manchons d'accouplement par rapport aux tiges de fixation desdits ear- nissage, ces tiges sont prévues de préférence avec un filetage de pas opposé à celui desdits prolongateurs. Línvençion permet donc de réaliser un montage simple et rapide desdites coupelles céramiques en toute sécurité, et les quatre parties métalliques qui retiennent les coupelles représentent, dans ce nouveau Wsatage, une masse de métal beaucoup plus importante que celle qui était prévue pour la fixation des tiges par écrasement, dans lesbrocédés plus anciens de fixation de coupelles céramiques, et, par voie de conséquence, susceptible d'assurer plus longtemps limmobilisation desdites coupelles céramiques. Un autre avantage du nouveau procédé, réside dans le fait qu'on peut utiliser, pour constituer respectivement la tige proprement dite, et le manchon d'immobilisation desdites coupelles, des nuances d'acier allié différentes. De plus, ce qui est particulièrement avantageux, il est possible de remplacer aisément les ensembles manchon-coupelle, sans etre obligé de changer les tiges de fixation du garaissage, soudées sur la tôle externe du four et qui ne sont pratiquement pas attaquées, étant protégées contre l'oxydation par lesdits manchons et lesdites coupelles céramiques. Les caractéristiques de la présente invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, d'un mode de mise en oeuvre du nouveau procédé de fixation de coupelles céramiques selon l'invention, mode de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif et décrit en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure I est une représentation schématique, montrant les positions respectives d'une tige de fixation sur la tige d'un four, d'un prolongateur, et dudit manchon l'accouplement, représenté en coupe diamètrale; ; - la figure 2 est une représentation schématique, montrant le montage concentrique,autour dudit prolongateur, d'un emporte-pièce, représenté en coupe diametrale, permettant de ménager,dans lesdites nappes de fibres céramiques, les évidements nécessaires au logement desdites coupelles céramiques; - la figure 3 est une représentation schématique montrant un tube entourant un prolongateur, et la position des méplats prévus pour coopérer avec ladite clé. - la figure 4 est une représentation schématique montrant le vissage d'un écrou inférieur sur un prolongate7tr,qui permet d'utiliser la partie supérieure d'un tube entourant ce prolongateur, pour déformer la partie inférieure dudit manchon d'accouplement, pendant qu'on maintieat dans se position définitive une coupelle céramique au moyen de ladite clé, de façon à immobiliser ensuite de façon durable, par rapport audit manchon d'accouplement, cette coupelle céramique et la rondelle d'acier allié qui lui est associée; - et la figure 5 est une représentation schématique, également partiellement en coupe, montrant la position relative d'une coupelle céramique par rapport aux différentes couches de fibres céramiques d'un garnissage réfractaire, après dévissage du prolongateur et retrait du tube qui l'entourait. On voit sur la figure 1, une tige 1 de fixation de garnissage réfractaire sur la tôle externe 2 d'un four, tige soudée en 3 sur cette tôle, et filetée en 4 à son extrémité antérieure, de façon à coopérer avec un manchon d'accouplement 5 fileté intérieurement, et sur lequel on visse, à son autre extrémité, un prolongateur 6, fileté à sa partie postérieure en 6a et à sa partie antérieure en 6b. Comme on l'a dit plus haut, les filetages prévus respectivement en 4 et en 6a sont de préférence des filetages de pas contraires. La partie inférieure du manchon d'accouplement 5 comporte quatre parties séparées les unes des autres par ees fentes orientées de préférence perpendiculairement l'une par rapport à l'autre, et dont deux sont visibles en 7 sur la figure 1. On a désigné par le nombre de référence 8, trois couches superposées de fibres céramiques de degré pyroscopique relativement peu élevé, et destinées à être placées au voisinage de la tôle 2. En 9, 10 et ll se trouvent représentées trois autres couches de fibres céramiques d'un garnissage réfractaire, tournées vers la voute intérieure du four équipé de ce garnissage. Les couches 10 et 11 sont constituées obligatoirement en fibres céramiques de haut degré. pyroscopique. On retrouve sur le figure 2 les trois couches 8 et les trois couches 9, 10 et 11, ainsi que le prolongateur 6 fileté à ses deux extrémités > et qui comporte en outre, à sa partie inférieure, une rainure de manoeuvre 6c au moyen d'un tournevis. On comprend qu'il ne soit pas difficile de maintenir ensuite un emporte-pièce 12 concentrique par rapport au prolongateur 6, qui se trouve lui-même dans le prolongement de la tige 1. Après retrait de l'emporte-pièce 12, on enfile sur le prolongateur 6 un tube 13, comportant, à sa partie supérieure, une partie tronconique 13e, qui vient porter contre l'évidement central d'une rondelle d'acier allié 14 intercalée entre ladite pièce tubulaire 13, et le fond 15e d'une coupelle céramique 15, munie, à sa partie inférieure, d'une collerette céramique 16. Sur la coupe de la figure 4, la collerette 15 a été soulevée vers le haut, sensiblement jusqutà la partie médiane du manchon 5, au moyen d'une clé 17 coopérant avec des méplats 18 ménagés sur la pièce tubulaire 13, et dont l'un est également visible sur la figure 3, cette clé étant ensuite maintenue en place,pour empêcher la redescente éventuelle de ladite coupelle céramique. Un manchon 19, destiné à déformer la partie inférieure du manchon 5 par l'intermédiaire-de la pièce tubulaire 13,est alors vissé sur le filetage 6b. Son filetage interne ett visible en 20 sur la figure 4. De plus ce manchon 19 est muni, à sa partie inférieure,d'un carré 21 permettant de visser ce manchon, au moyen d'une clé 22 comportant des bras de manoeuvre 23. Comme on l'e expliqué plus haut, la partie évasée 13a de la pièce 13 forme un angle supérieur à celui des parties inférieures 5a du manchon d'accouplement 5, séparées les unes des autres par les fentes 7, et lorsqu'on visse à fond ce manchon 19 sur le filetage 6b du prdongateur 6, en agissant sur les bras 23, la pièce tubulaire 13 se déplace vers le haut, en déformant les parties inférieures 5a du manchon d'accouplement 5, jusqu'à la position visible sur la figure 5, pour laquelle le rondelle d'acier allié 14 se trouve appliquée contre le fond de la coupelle 15, et pour laquelle la collerette 16 pénétre un peu à l'intérieur de la couche externe ll de fibres céramiques. On dévisse ensuite le manchon l9,pour libérer la pièce tubulaire 13 après avoir dégagé la clé 17 des méplats 18 La coupelle céramique 15 se trouve alors fixée et immobilisée de façon durable par rapport aux différentes couches de fibres céramiques 9, 10 et ll,et on retire le prolongateur 6 en le dévissant. Il est bien entendu, que l'on peut apporter au mode de réalisation qui vient d'être décrit divers changements, perfectionnements et additions, et que l'on peut remplacer certains éléments par des éléments équivalents sans altérer pour cela l'économie générale de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage de garnissages de fours en fibres céramiques au moyen de coupelles céramiques ., caractérisé par le fait : qu'on facilite le centrage desdites coupelles en vissant sur la partie antérieure des tiges de fixation desdits garnissages, des manchons d'accouplement filetés intérieurement, et comportant, sur leur partie antérieure, des élements évasés intérieurement, séparés les uns des autres par des fentes, et susceptibles d'être déformés ultérieurement; et qu'on utilise ensuite des éléments tubulaires comportant, à leur partie postérieure, une partie tronconique d'ouverture angulaire supérieure àcelle desdits éléments évasés, et montés sur des prolongateurs vissés sur la partie antérieure desdits manchons d'accouplement, lesdits éléments tubulaires étant susceptibles d'être déplacés vers la partie postérieure desdits prolongateurs, sous l'effet d'une pression, et de déformer lesdits éléments évasés, de façon à immobiliser lesdites coupelles céramiques par rapport à la partie antérieure non fendue desdits manchons d'accouplement. 2. Procédé de montage de garnissages de fours selon la revendication 1, caractérisé par le fait : qu'on utilise,pour le vissage et le dévissage desdits prolongateurs par rapport auxdits manchons d'accouplement,une fente de tournevis prévue à leur extrémité antérieure. 3. Procédé de montage de garnissages de fours selon la revendication 2, caractérisé par le fait : qu'orn utilise lesdits prolongateurs comme éléments de centraged'emporte-pièce tournés vers l'extérieur desdits fours, et disposés autour desdits prolongateurs, de façon à ménager, dans les couches successives des fibres céramiques constituant lesdits garnissages, des orifices circulaires de diamètre suffisant pour le logement desdites coupelles céramiques. 4. Procédé de montage de garnissages de fours selon la revendication 3, caractérisé par le fait : qu'après avoir retiré lesdits emporte-pièce et les fibres céramiques tronçonnées par ces derniers, on enfonce lesdites coupelles céramiques jusqu'au niveau de la partie antérieure desdits manchons d'accouplement;qu'on enfonce ensuite lesdites coupelles céramiques à l'intérieur desdits garnissages, sensiblement jusqu'au niveau de la partie médiane desdits manchons d'accouplement, en exerçant simultanément une pression sur lesdits éléments tubulaires par vissage ae manchons filetés sur l'extrémité antérieure desdits prolongateurs. 5. Procédé de montage de garnissages de fours selon la revendication 4, caractérisé par le fait : qu'on immobilise en rotation lesdits éléments tubula ires pendant le vissage desdits manchons d'extrémités, en prévoyant, sur ces éléments tubulaires, des méplats susceptibles de coopérer avec une clé permettant de maintenir simultanement en position enfoncée lesdites coupelles céramiques, pendant ledit vissage. 6. Procédé de montage de garnissages de fours selon la revendication 5, caractérisé par le fat : que, pour effectuer ledit vissage, on utilise une clé à évidement central carré, susceptible de coopérer avec un carré mâle logé à la partie antérieure desdits manchons filetés d'extrémités, et munie de préférence, à sa périphérie, de bras radiaux de manoeuvre. 7. Procédé de montage de garnissages de fours selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait : qu'on déforme lesdits éléments évasés jusqu a immobilisation durable, par rapport auxdits manchons d'accouplement, de rondelles d'acier allié logées intérieurement au fond desdites coupelles céramiques. 8. Procédé de montage de garnissages de fours selon l'une quelconque des revendications 5 a 7, caractérisé par le fait:qu'après avoir retiré la clé support desdites coupelles céramiques, on dévisse lesdits manchons d'extrémités, en agissant sur lesdits carrés mâles, de façon à libérer lesdits éléments tubulaires, et à pouvoir ensuite dévisser lesdits prolongateurs en utilisant la fente de tournevis prévue à leur extrémité antérieure. 9. Manchon d'accouplement fileté intérieurement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et susceptible de coopérer avec le filetage antérieur d'une tige de fixation de garnissage tet avec le filetage posterieur d'un desdits prolongateurs, ledit manchon étant caractérisé par le fait : que sa partie antérieure comporte des éléments évasés vers l'extérieur, et séparés les uns des autres par des fentes, éléments susceptibles d'être déformés, de façon à pouvoir immobiliser le fond desdites coupelles céramiques, ainsi que des rondelles d'acier allié logées intérieurement dans ces coupelles, par rapport à la partie antérieure non fendue desdits manchons. 10. Manchon d'accouplement selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte, à ses deux extrémités, des filetages internes de pas respectifs opposés. Il. Elément tubulaire pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait : qu'il comporte une partie postérieure tronconique d'ouverture angulaire supérieure à celle desdits éléments évasés, et susceptible d'assurer la déformation de ces éléments; et qu'il comporte deux méplats parallèles susceptibles de coopérer avec une clé d'immobilisation en rotation desdits éléments tubulaires. 12. Manchon d'extrémité de prolongateur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte, à l'avant de sa partie filetée inérieurement, prévue pour coopérer avec le filetage antérieur d'un prolongateur, un carré mâle manoeuvrable au moyen d'une clé à évidement carré central, munie de préférence de bras raaiaux de manoeuvre, et permettant de déformer par vissage desdits manchons d'extrémités3 les éléments évasés desdits manchons dlaccouplement, en faisant agir sur eux la partie postérieurs troconioue desdits éléments tubulaires.