Brevet FR2479960A1 — publié le 19811009

"Coquille de garnissage réfractaire". La présente invention concerne une- coquille. de garnissage réfractaire associée à un support tubulaire notamment vertical d'un four de réchauffage de brames, coquille du type se présentant sous forme d'un bloc cylindrique dont la section transversale perpendiculaire a son axe est un secteur annulaire, et qui est délimité par deux grandes- faces cylindriques concentriques dont la distance détermine l'épaisseur du bloc, et par quatre faces étroites planes dont la largeur est égale à l'épaisseur du bloc, dont un coté coincide avec un côté d'une des grandes faces cylindriques, et qui sont situées soit dans un plan radial du bloc cylindrique, soit dans l'un des deux plans parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe dudit bloc, l'une des faces radiales présentant une rainure et l'autre une nervure destinée a s'emboiter dans la rainure du bloc voisin juxtaposé. Le garnissage construit avec ce type de coquille de garnissage connu (brevet U.S. 3.226.101) présente l'inconvénient de ne pas assurer une barrière suffisamment étanche aux fumées chaudes aux endroits de jonction d'une rangée de coquilles à l'autre. Ainsi les fumées chaudes du four s'infiltrent dans l'espace compris entre le support tubulaire et le garnissage et y favorisent ou causent la corrosion du support et la détérioration du garnissage. En plus, les coquilles connues comportent des parties saillantes qui, prévues sur les faces étroites radiales, rendent compliquée leur géométrie de sorte qu'elles présentent souvent des défauts dus à la cuisson et des concentrations de contrainte aux endroits a angle vif. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients et de proposer une coquille de garnissage perfectionnée qui permette de réaliser un garnissage pratiquement étanche aux fumées, qui soit d'une mise en place aisée et qui soit verrouillée automatiquement tout au moins en déplacement radial. Ce but est atteint du fait que la rainure et la nervure des faces radiales s'étendent sur toute la hauteur du bloc,que l'une des deux faces étroites planes parallèles comporte une rainure annulaire qui s'étend de l'une à l'autre des deux faces radiales et s'emboite dans au moins une partie de la rainure de longueur correspondante d'une coquille d'une rangée voisine de coquilles, la section transversale et la hauteur des nervures étant légèrement inférieures à la section transversale et la profondeur des rainures correspondantes. Avantageusement, la rainure annulaire, la rainure de la face radiale, la nervure annulaire et la nervure de l'autre face radiale ont des plans médians qui coincident au moins approximativement avec une meme face cylindrique fictive concentrique aux deux faces cylindriques de la coquille. Grâce à cette conception les blocs ou coquilles s'emboîtent les uns dans les autres et réalisent une sorte de rideau étanche aux fumées chaudes malgré le fait qu'il existe un intervalle faible entre la rainure et la nervure associées. Ainsi les faces planes des blocs voisins sont en contact mutuel et les intervalles entre rainure et nervure emprisonnent de l'air ou un gaz chaud qui s'oppose à toute circulation notable des fumées chaudes à travers le garnissage. Afin de faciliter la mise en place des différentes coquilles et leur liaison avec les coquilles voisines, la face étroite plane comportant la nervure annulaire est munie d'au moins une nervure radiale et la face étroite plane comportant la rainure annulaire est munie d'au moins une rainure radiale et les plans médians d'une rainure radiale et d'une nervure radiale se trouvent dans un même plan radial. Il est avantageux de prévoir deux nervures radiales sur la face plane comportant la nervure annulaire et deux rainures radiales sur la face plane comportant la rainure annulaire. Dans ce cas, on superpose une rainure radiale et une nervure radiale également dans un même plan radial qui inclut avec la face radiale voisine de la coquille un angle inferieur à la moitié et de préférence égal au quart de l'angle inclus par les deux faces radiales de ladite coquille. Les nervures et les rainures de la coquille ont des sections transversales, semi-cylindriques. En outre, l'intervalle entre les rainures radiales et les nervures radiales peut être légèrement plus grand que l'intervalle entre les rainures et nervures annulaires ou les rainures et nervures des faces radiales, en position d'emboîtement des rainures et nervures correspondantes. L'invention sera décrite ci-après en détail à l'aide d'un mode de réalisation et en réfé- rence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'une coquille de garnissage conforme à l'invention, - les figures 2 à 4 sont respectivement une vue en coupe radiale en élévation et en plan de la coquille de garnissage, la coupe radiale passant suivant la ligne II-II de la figure 4, - la figure 5 est une vue en plan sur un garnissage composé de coquilles selon l'invention et entourant une couche de fibres réfractaires et un support tubulaire vertical d'un four de réchauffage et - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe des sections transversales d'une rainure et d'une nervure d'une coquille. La coquille de garnissage réfractaire telle que représentée sur le dessin présente la forme d'un bloc cylindrique 1 dont la section transversale est un secteur annulaire dont la longueur est telle que plusieurs blocs 1 constituent un cylindre entier. Le bloc cylindrique 1 est délimité par deux grandes faces cylindriques concentriques 2 et 3 dont la distance détermine l'épaisseur e du bloc 1 et par quatre faces étroites planes 4, 5, 6 et 7 dont la largeur est égale à la largeur e du bloc et dont les longueurs sont égales soit à la hauteur h du bloc 1 soit à la longueur de l'une ou l'autre des faces cylindriques 2 et 3. Deux (4 et 5) des quatre faces planes 4 à 7 sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe commun 8 des faces cylindriques 2 et 3 du bloc cylindrique 1 et présentent chacune deux côtés concentriques en arc de cercle. Les deux autres faces planes étroites 6 et 7 ont une configuration rectangulaire et se trouvent chacune dans un plan radial 9 ou 10 du cylindre défini par l'une des faces cylindriques 2 et 3 du bloc i. Les deux plans radiaux 9 et 10 délimitant latéralement un bloc 1 et coincidant avec l'une ou l'autre face plane rectangulaire 6 et 7 incluent un angle A qui est un sous-multiple entier de 3600, le sous-multiple etant au moins egal à 3. Dans le cas présent l'angle A est égal à 720 de sorte que cinq blocs 1 sont nécessaires pour fermer entièrement l'anneau, ou autrement dit pour couvrir le pourtour d'un support tubulaire 11 revêtu d'une couche de fibres réfractaires 12. L'une (par exemple 6) des faces planes radiales 6, 7 est munie d'une rainure droite 13 qui s'étend sur toute la hauteur h du bloc 1 et qui est parallèle à l'arête de jonction 14 ou 15 entre une face cylindrique 2 ou 3 et ladite face radiale 6. Cette rainure droite 13 est en retrait dans le sens circonférentiel par rapport à la face radiale correspondante 6. L'autre face plane radiale 7 comporte une nervure droite 16 qui est parallèle aux arêtes 14, 15 et également aux arêtes de jonction 17, 18 entre une face cylindrique 2 ou 3 et ladite face radiale 7. Comme on peut le voir sur la figure 5, la nervure latérale 16 de la face radiale 7 d'un bloc 1 s'étend en saillie dans le sens circonférentiel et s'engage dans la rainure 13 de la face radiale 6 du bloc voisin de la même rangée de blocs. La rainure 13 et la nervure 16 sont complétées par une rainure 19 et une nervure 20 prévues dans ou sur l'une des deux faces étroites 4 et 5 parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe 8 du bloc cylindrique 1. La rainure annulaire 19 est pratiquée par exemple dans la face plane supérieure 4 ou elle s'étend de l'une à l'autre des deux faces radiales 6 et 7 paral lèlement et concentriquement aux deux faces cylindriques 2 et 3. La nervure 20 est également annulaire, s'étend de l'une à l'autre des deux faces radiales 6 et 7 et dépasse par exemple de la face inférieure parallele 5 du bloc 1. I1 ressort plus particulierement des figures 1, 3 et 5 que les rainures 13 et 19 et les nervures 16 et 20 sont situées à cheval sur une même face cylindrique fictive 21 concentrique aux faces cylindriques 2 et 3 du bloc et se trouvant de préférence à mi-distance entre celles-ci. Du fait que sur les quatre faces étroites 4 à 7 du bloc 1, une rainure 13 ou 19 se trouve toujours opposée à une nervure 16 ou 20, on obtient non seulement une stabilité accrue du garnissage cylindrique se composant de plusieurs rangées de blocs juxtaposées ou superposées et formant un anneau mais également, en même temps, une barrière efficace au repassage des fumées chaudes entre les coquilles en forme de blocs cylin driques 1 et la couche isolante de fibres réfractaires 11. Il est avantageux de disposer les différents blocs 1 en quinconce de sorte que les blocs d'une première rangée formant anneau soient décalés angulairement des blocs d'une rangée voisine de préférence d'une distance correspondant à la moitié de l'angle A inclus par les faces radiales 6, 7 du bloc 1. Ce décalage angulaire des blocs 1 d'une rangée ou anneau à l'autre est visible sur la figure 5 où les faces radiales 6, 7 de la rangée inférieure de blocs formant anneau sont indiquées en pointillés. Afin d'éviter tout déplacement angulaire important d'une coquille d'une rangée par rapport à une coquille d'une rangée voisine, il est avantageux de prévoir d'une part, sur la face plane 4 munie de la rainure annulaire 19 au moins deux rainures radiales 22, 23 et, d'autre part, sur la face plane opposée 5 munie de la nervure annulaire 20 deux nervures radiales 24, 25. Ces rainures radiales 22 et 23 et nervures radiales 24, 25 coupent à angle droit la rainure annulaire correspondante 19 oX la nervure annulaire correspondante 20. La disposition des rainures 22 et 23 et des nervures radiales 24, 25 est réalisée de telle sorte qu'une rainure 22 ou 23 et une nervure 24 ou 25 soient superposées et possèdent un plan médian commun qui coincide avec un plan radial 26 ou 27 qui inclut avec le plan radial 9 ou 10 de la face radiale la plus proche 6 ou 7 un angle qui est égal à un quart de l'angle A inclus par les deux plans radiaux 9 et 10. Toutes les rainures 13, 19, 22, 23 et nervures 16, 20, 24, 25 ont une section transversale semicirculaire. La hauteur h d'une nervure 16, 20, 24, 25 est légèrement inférieure à la profondeur p d'une rainure 13, 19, 22, 23. Le rayon de courbure R de la n section transversale de la nervure 16, 20, 24 ou 25 est inférieur d'une valeur d (de l'ordre de 1 h ou i p) à 20 la hauteur h1 de la nervure tandis que le rayon de courbure R de la rainure 13, 19, 22 ou 23 est supérieur r de la valeur d à la profondeur p de ladite rainure. Ainsi, il existe un faible intervalle entre la nervure et la rainure correspondante de deux blocs 1 lorsque les deux faces planes voisines, par exemple 4 et 5 des deux blocs 1 sont en contact l'une avec l'autre Il est à noter que la largeur d'une rainure 13, 19, 22 ou 23 ou d'une nervure 16, 20, 24 ou 25 ne dépasse pas un tiers de la largeur e du bloc 1. Ainsi, la forme géométrique du bloc 1 est simple ce qui permet de réduire sensiblement les concentrations de contrainte dans le bloc et les défauts dus à la cuisson dudit bloc. Il faut encore remarquer que l'intervalle entre une rainure laterale 13 et une nervure latérale correspondante 16 ou une rainure annulaire 19 d'un bloc 1 et la nervure annulaire correspondante 20 d'un bloc voisin engagée dans ladite rainure 19 peut être beaucoup plus faible que l'intervalle existant entre une rainure radiale, par exemple 22 d'un bloc 1 et la nervure radiale 24 d'un bloc voisin superposé 1, nervure 24 engagée dans ladite rainure 22. En effet l'intervalle plus grand entre les rainures et nervures radiales permet de tenir compte de la dilatation thermique des blocs, qui se manifeste surtout dans le sens circonférentiel desdits blocs et d'éviter que les con traintes dues à la dilatation thermique d'un bloc d'une rangée de blocs soient transmises au bloc voisin de la rangée de blocs voisine. Le nombre de blocs par rangée ou anneau de blocs peut etre assez important et est de préférence au moins régal à 5. Ceci rend possible un déplacement relatif entre les différents blocs d'un anneau avec moins de contraintes résultant notamment de la dilatation thermique. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit mais vise toutes les coquilles telles que définies dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Coquille de garnissage réfractaire associée à un support tubulaire notamment vertical d'un four de réchauffage à brames, coquille du type se présentant sous forme d'un bloc cylindrique dont la section transversale perpendiculaire à son axe est un secteur annulaire et qui est délimite par deux grandes faces cylindriques concentriques dont la distance détermine l'épais- seur du bloc, et par quatre faces étroites planes dont la largeur est egale à l'épaisseur du bloc, dont un coté coincide avec un coté d'une des grandes faces cylindriques, et qui sont situées soit dans un plan radial du bloc cylindrique, soit dans l'une de detix plans parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe du bloc, l'une des faces radiales présentant une rainure et l'autre une nervure destinée à s'emboîter dans la rainure du bloc voisin, caractérisée en ce que la rainure et la nervure des faces radiales s'retendent sur toute la hauteur du bloc, que l'une des deux faces etroites planes parallèles comporte une rainure annulaire et l'autre une nervure annulaire qui s'étend de l'une à l'autre des deux faces radiales et s'emboîte dans au moins une partie de la rainure annulaire de longueur correspondante d'une coquille d'une rangée voisine de coquilles, la section transversale et la hauteur des nervures etant légèrement inferieures à la section transversale et à la profondeur des rainures correspondantes. 2. Coquille de garnissage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rainure annulaire, la nervure annulaire et la rainure et la nervure des faces radiales ont des plans médians qui coincident au moins approximativement avec une même face cylindrique fictive concentrique aux deux faces cylindriques de la coquille. 3. Coquille de garnissage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la face cylindrique fictive se trouve à mi-distance des deux faces cylindriques de la coquille. 4. Coquille de garnissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la face étroite plane comportant la nervure annulaire est munie d'au moins une nervure radiale et la face étroite plane comportant la rainure annulaire est munie d'au moins une rainure radiale. 5. Coquille de garnissage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la face étroite plane comportant la nervure annulaire est munie de deux nervures radiales et la face étroite plane comportant la rainure annulaire est munie de deux rainures radiales. 6. Coquille de garnissage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les plans médians d'une rainure radiale et d'une nervure radiale se trouvent dans un même plan radial. 7. Coquille de garnissage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le plan radial comportant les plans médians d'une rainure radiale et d'une nervure radiale du même bloc de coquille inclut avec la face radiale voisine de ladite coquille un angle inférieur à la moitié et de préférence égal au quart de l'angle inclus par les deux faces radiales de ladite coquille. 8. Coquille de garnissage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'intervalle entre les rainures et nervures radiales en position d'emboitement est légèrement plus grand que l'intervalle entre les nervures et rainures annulaires ou les nervures et rainures des faces radiales, en position d'emboîtement.