Brevet FR2476821A1 — publié le 19810828

l 2476821 L'invention concerne les fours de fusion électriques, et plus particulièrement, mais non exclusivement un creuset en plusieurs parties que l'on peut utiliser pour la production de ferro-alliages, de fonte de fer, ou de carbure de calcium. L'intérieur du creuset de ce four est habituellement pourvu d'une garniture réfractaire supportée par les segments du creu- set aux moyens d'éléments d'ancrage pris dans la garniture réfractaire. Les fours possédant un corps de four en plusieurs pièces présentent habituellement un creuset divisé en sections supérieure et inférieure rotatives l'une par rapport à l'autre aussi bien en ce qui concerne la vitesse angulaire que le sens de rotation. Habituellement on fait tourner les deux sections dans le meme sens, la section supérieure tournant avec une vitesse angulaire plus grande que la section inférieure. Cette caractéristique provoquera un mouvement de la charge dans le four de fusion assurant la formation de la porosité requise dans la charge. Cette disposition aide aussi à réduire la for- mation de croûtes et leur accrochage dans le creuset du four. On a proposé de donner à la section supérieure d'un corps de four en plusieurs pièces la forme d'un c8ne tronqué, le diamètre supérieur étant le plus grand, et le diamètre infé- rieur le plus petit. L'inclinaison de la paroi du c8ne sur la verticale est habituellement de l'ordre de 10 à 150. La section supérieure conique comprend une plaque d'acier extérieure dis- posée sur la périphérie, d'une épaisseur de 25 à 30 mm, pourvue de nervures extérieures comme éléments renforçateurs. La section conique se termine à son extrémité supérieure par une section formant flasque ou collier, relativement large, placée horizon- talement qui s'étend radialement à partir de la plaque d'acier conique. A l'intérieur, les deux sections sont garnies d'une garniture réfractaire faite de mortier, ce mortier étant ancré sur la ou les plaques d'acier au moyen de boulons d'ancrage, de nervures, etc. L'introduction d'un corps de four en plusieurs pièces a entraîné l'apparition de modèles différents de distri- bution des matières chargées dans le creuset du four, si l'on compare avec les creusets de fours courants. Dans un corps de four en plusieurs pièces, la charge présente une vitesse verticale sensible sur la périphérie du creuset. En raison de l'aptitude du corps de four en plusieurs parties à morceler la charge, tout en la maintenant poreuse et par suite en réalisant un accroissement du flux de gaz de réaction chauds sur la péri- phérie du creuset du four, il apparaît d'importantes contraintes thermiques dans la garniture réfractaire si l'on compare avec les contraintes que l'on constate dans les fours courants. Cette augmentation des contraintes thermiques provoque une augmenta- tion de l'usure de la garniture réfractaire, plus spécialement dans la section supérieure du corps de four. Il y aurait avan- tage à ce qu'on constate aussi une augmentation de l'usure dans la section inférieure et plus spécialement dans la partie supé- rieure de cette section inférieure. Le remplacement et l'entre- tien de cette garniture réfractaire dans un four en plusieurs parties cause une longue interruption du service et constitue un ensemble de travaux étendu et onéreux. L'invention a pour objet de réaliser une disposition de la garniture réfractaire qui diminue la durée du temps perdu pour les réparations et l'entretien. Suivant l'invention, cet objectif est atteint en formant la garniture réfractaire d'une pluralité d'éléments séparés, pré-coulés ou pré-assemblés qui sont disposés, amovibles, au moins sur la section supérieure du corps de four. Chaque unité de garniture réfractaire comprend de préférence une plaque arrière -en acier, en fonte, ou en une sorte de matière similaire. Chaque unité comprend en outre des bandes ou pièces de fer d'ancrage, soudées sur la plaque arrière et s'étendant à l'extérieur de cette plaque. Ces bandes ou pièces de fer constituent la liaison de la garniture réfractaire avec la plaque arrière. Suivant un mode de réalisation, la plaque arrière est pourvue d'un ou plusieurs éléments tels que des crochets qui, si l'unité est montée sur la paroi du four, coopèrent avec un ou des éléments correspondants de la paroi du four afin d'établir un support stable pour chaque unité en place sur la paroi du creuset. Ces éléments correspondants seront par exemple des cavités, des évidements, etc. Les cavités, évidements: correspondants, etc seront de préférence disposés sur un flasque horizontal s'étendant radialement à l'extérieur de la section supérieure du creuset du four. Les dimensions de chaque unité de garniture réfractaire sont de préférence adaptées au diamètre et à la circonférence du four. Afin de compenser toute expansion latérale de chaque unité, les unités ont des dimensions latérales qui leur permet- tent d'être supportées par la paroi du four sans exercer aucune charge latérale sensible sur les éléments adjacents. Les différents éléments peuvent avoir des longueurs radiales horizontales différentes permettant à ces éléments de faire saillie à différents degrés dans le four. Comme exemple, il peut être pratique de faire en sorte que des groupes de deux à quatre éléments contigus s'étendent dans le four au-delà des éléments qui leur sont adjacents, ces groupes étant de préfé- rence répartis plus ou moins uniformément sur la circonférence du creuset du four. De même, suivant l'invention, la partie supérieure de la section inférieure d'un four en plusieurs parties peut être équipée d'une garniture réfractaire faite d'unités sépa- rées, pré-coulées ou pré-fabriquées de garniture réfractaire. Ces unités sont de préférence placées sur le tiers supérieur de la distance qui sépare le haut de la section inférieure de la surface de fusion du four. Il est ainsi réalisé suivant l'invention une solu- tion o la perte de temps due à l'entretien de la garniture réfractaire est réduit à un minimum, si on compare avec un four de dimensions similaires o la garniture réfractaire est posée de la façon courante. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 montre une vue d'en haut d'un four en plusieurs parties o l'on a incorporé des éléments de gar- niture réfractaire amovibles suivant l'invention. - la figure 2 est une coupe verticale du corps du four, vue suivant la ligne II-II de la figure 1. - la figure 3 montre une coupe verticale d'une section supérieure segmentée du four, vue suivant la ligne III-III de la figure 1, et - la figure 4 montre une vue horizontale d'un élé- ment suivant l'invention vu suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 montre une vue horizontale d'un corps de four en plusieurs parties suivant l'invention. Le creuset 1 4 2476821 du four est divisé en deux parties horizontales, savoir une section supérieure 2 et une section inférieure 3. Les deux sections 2, 3, peuvent tourner séparément sur un axe vertical, soit dans le même sens, soit dans des sens opposés. La section supérieure est équipée d'une garniture réfractaire 4. La garni- ture réfractaire 4 est formée d'une pluralité d'éléments sépa- rés ou unités 5, chacun d'eux étant monté, amovible, sur cette section supérieure 2. Comme on le voit sur la figure 3, chaque élément ou unité 5 comprend une plaque arrière 6 en acier, en fonte, ou en un type similaire de matière. Chaque élément 5 est en outre pourvu d'un ou plusieurs éléments d'ancrage 7, boulons, bandes, ou autres, s'étendant extérieurement à partir de la plaque arrière 6, dans une direction qui correspond à celle du centre du four, quand les éléments 5 sont installés. Ces élé- ments d'ancrage 7 constituent les organes de maintien de la gar- niture réfractaire 4 sur la plaque arrière 6. La section supérieure 2 est pourvue à ses extrémités supérieure et inférieure d'un flasque ou plaque 12, 14 horizon- tale s'étendant radialement, vers l'extérieur à partir du four. La section inférieure 3 du corps de four est aussi pourvue d'une garniture réfractaire 8. Dans le mode de réalisa- tion 'illustré par les figures, la garniture réfractaire infé- rieure 8 est constituée par une maçonnerie de briques réfractai- res établie à l'intérieur. A son extrémité supérieure, la section inférieure 3 est pourvue d'un flasque horizontal 11, faisant saillie extérieurement dans le sens latéral, à partir du creuset du four. La section supérieure 2 est montée de façon à pouvoir tourner sur le flasque horizontal 11, le flasque inférieur 12 de la section supérieure 2 étant monté de façon à pouvoir tourner sur le flasque 11 de la section inférieure 3, en tournant sur la surface 10. Comme on le voit dans la figure 1, les éléments 5 montés amovibles présentent des dimensions différentes dans le sens radial de sorte qu'ils s'étendent plus ou moins fortement dans le four. Des groupes de deux ou quatre éléments contigUs peuvent par exemple s'étendre dans le four audelà des éléments adjacents, ces groupes étant de préférence répartis uniformé- ment sur la circonférence du corps de four 1. On décrira maintenant une unité remplaçable 5 et un procédé recommandé pour monter cette unité, en se référant aux figures 3 et 4. Comme on l'a décrit précédemment, chaque unité 5 comprend une plaque arrière 6 en acier ou matière similaire. Un ou plusieurs boulons, bandes, etc, 7, en acier, fonte, etc, s'étendent extérieurement à partir de la plaque arrière 6 dans une direction telle qu'ils s'étendent radialement vers l'inté- rieur, vers le centre du four quand chaque unité 5 est installée dans sa position définitive. Les boulons d'ancrage 7 assurent le maintien de la garniture réfractaire sur la plaque arrière 6. A son extrémité supérieure, chaque unité 5 est pourvue d'un ou plusieurs organes 13 qui la fixent sur la sec- tion supérieure 2, ces organes de fixation 13 étant destinés à coopérer avec des organes correspondants du cuvelage périphéri- que en acier de cette section supérieure 2. Suivant le mode de réalisation illustré par la figure 3, chaque organe de fixation 13 comprend deux bras 14, s'étendant horizontalement, dans des sens opposés à ceux des pièces métalliques 7 d'ancrage. Une extrémité de chaque bras 14 est fixée rigidement à la plaque arrière 6, pendant que l'extrémité libre de chaque bras est pourvue d'un coude, goujon, etc 15 destiné à s'engager en prise dans des trous ou évidements 16 prévus dans le flasque supérieur 12. Les dimensions latérales de chaque unité 5 sont de préférence ajustée par rapport à la circonférence du four, et en tenant compte de l'expansion latérale de cette unité sous l'effet de la chaleur, permettant ainsi que chaque unité soit suspendue au flasque 12 sans provoquer des efforts latéraux excessifs sur l'élément 5 adjacent, dans le sens latéral. Suivant le mode de réalisation illustré dans les figures, seule la section supérieure 2 du corps de four en plu- sieurs parties est garnie d'unités 5 pré-fabriquées. On compren- dra facilement toutefois que la section inférieure 3 aussi peut être garnie de ces éléments pré-fabriqués 5 amovibles si on le désire ou si cela paraît souhaitable. On comprendra aussi facilement que les organes 13 defixation des unités séparées 5 du four ne sont pas limités aux modes de réalisation illustrés ou décrits ci-dessus, mais peuvent être modifiés d'une façon appropriée quelconque sans sortir de l'idée inventive. On comprendra aussi facilement qu'il n'est pas nécessaire que toutes les unités 5 soient sus- 6 2476821 pendues par des organes placés sur leurs extrémités supérieures. En outre on comprendra facilement que, bien que la section supérieure 2 soit, dans le mode de réalisation décrit, en forme de tronc de cône creux o le diamètre supérieur est le plus grand et le diamètre inférieur le plus petit, l'invention n'est pas limitée à ce type de configuration, mais que cette partie peut avoir une forme pratique quelconque. Enfin on com- prendra que l'on a décrit ici seulement les parties du four importantes et nécessaires pour la compréhension de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Four électro-thermique comprenant un creuset qui est divisé en sections de paroi supérieure et inférieure, et une garniture réfractaire qui est ancrée dans la paroi du creuset au moyen d'organes d'ancrage pris dans cette garniture réfractaire, caractérisé en ce qu'au moins des sections de la garniture réfractaire (4) sont formées par une pluralité d'uni- tés (5) séparées, pré-fabriquées qui, mobiles, sont montées au moins sur la section (2) supérieure dela paroi. 20) Unités de construction pour four suivant la revendication 1, caractérisées en ce que chaque unité ou élé- ment (5) comprend une plaque arrière (6) en acier, fonte, ou matière similaire, un ou plusieurs organes d'ancrage (7) fai- sant saillie sur la plaque arrière, et une garniture réfractaire fixée sur la plaque arrière au moyen d'un ou de plusieurs organes d'encrage. ) Unités suivant la revendication 2, caractérisées en ce que la plaque arrière est pourvue d'organes de fixation qui coopèrent avec des organes correspondants du creuset du four pour fixer les unités sur la paroi du creuset. ) Unités suivant l'une quelconque des revendica- tions 2 et 3, caractérisées en ce que les organes correspondants comprennent des cavités ou évidements dans un fiasque prévu à l'extrémité supérieure de la section supérieure de paroi. 50) Unités suivant l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisées en ce que les dimensions de chaque unité sont ajustées par rapport à la circonférence du creuset du four et en tenant compte de l'expansion latérale de l'unité causée par la chaleur, permettant que chaque unité soit suspen- due à partir du flasque sans imposer des efforts latéraux excessifs aux unités adjacentes. 6 ) Unités suivant l'une quelconque des revendica- tions 2 à 5, caractérisées en ce que chaque unité peut avoir des dimensions différentes dans le sens radial et s'étendre ainsi dans une mesure plus ou moins grande dans le four quand elle est instrallée. 7 ) Unités suivant la revendication 6, caractérisées en ce que l'on peut répartir uniformément sur la circonférence du creuset des groupes de deux à quatre unités au moins conti- gUes ayant les mêmes dimensions radiales. 8 2476821 ) Unités suivant l'une quelconque des revendica- tions 2 à 7, caractérisées en ce que la partie supérieure de la section inférieure du creuset est garnie d'unités pré- fabriquées séparées et montées amovibles. 90) Unités suivant la revendication 8, caractérisées en ce qu'elles sont disposées sur le tiers supérieur de la dis- tance qui sépare la zone de fusion du bord supérieur de la section inférieure de la paroi du creuset.