Brevet FR2503854A1 — publié le 19821015

les fibres réfractaires ont apporté dans la construction des fumisteries des fours des avantages importants, particulierement dans le dandine de l'économie d'énergie. les meilleurs rendements sont liés à la faible masse thermique par rapport aux matériaux denses et aux matériaux isolants comme briques et béton. leur faible coefficient de conduction est aussi un facteur favorable. Toutefois, les carac téristiques de ces fibres conduisent à un certain nombre de difficultés qui peuvent annuler les avantages précédents. Ce sont 1/- la faible résistance mélanique. Pour y pallier, on a imaginé des supports métalliques mais qui sont limités à des temperatures inférieures à 1000oc. On a utilisé des ccupelles céramiques mais elles augmentent la masse ther- mique et leur résistance aux chocs thermiques est plus faible que celle de la fibre. On a fixé la fibre loin de la chaleur, sur des grilles en acier, mais ce système est souvent désagrégé par différents elements de condensa tiai comme l'eau ou des acides provenant de la combustion ou des dégage- ments gazeux des pièces à cuire (cas des fours pour cuisson de céramique). On a cherche à augmenter la résistance de la fibre par la fahrication de pièces moulées ou de plaques à base de fibre mais par ce fait an augmente la densité de 2 à 3 fois et on diminue la résistance aux chocs thermiques. 2/- La porosité. La faible résistance aux passages des gaz conduit à un certain nattre d'inconvenients. - Pour les fours en dépression : aspiration d'air ambiant. - Pour les fours en pression : passage de chaleur, fuites de gaz, condensation sur les tables froides (avec éventuellenent attaques chimiques). 3/- le retrait à la chaleur. le retrait des fibres n'est pas négligeable. Il atteint assez fréquemment 2 à 3%. Cette modification des dimensions conduit à un certain nombre de défauts : agrandissement des joints entre les éléments de fibre, fentes ou cassures, joints excessifs diminuant par endroit, l'isolation. le bour rage des joints après retrait, qui est conseillé dans certains cas, conduit à abîmer les éléments sur leurs bards et à créer des béte-rogénéTtés dans le revêtement, notant au niveau des envolements de petites particules. 4/- Des qualités de surface de faible valeur et variables. Les fibres du commerce sont constituées de particules fines (quelques microns) et dont les longueurs sont variables (quelques millimètres à plusieurs dizaines). De ce fait la qualité de surface est différente selon que les fibres sont parallèles ou perpendiculaires à la surface. les meilleurs résultats sont abtenus par les fibres en bout mais ce fait élimine les montages de fibre en nappe 5/- Des réparations difficiles. Tout revêtement réfractaire d'un four, surtout à hautes temp8ratures, exige des réparations. I1 s'agit soit de réparations accidentelles, soit de réfection partielle, soit de réparation générale. le dernier cas qui consiste à refaire la totalité du revêtenent, ne pose pas de difficultés, si ce n'est celui du colt. Par contre, les deux autres cas, tout à fait normaux dans l'industrie, sont très difficilement exécutables pour de na breux montages fibreux. Ce sont - Les pièces moulées tenues par des crochets sur les quatre côtés. - les blocs tenus par de grandes broches. 6/- Des colts élevés. Tout système qui ne permet pas d'utiliser des fibres de différentes qua lités en fonction des températures internes, conduit à des prix prohibitifs par la nécessité d'utiliser la fibre de la plus haute qualité. 7/- Une résistance faible à des accidents internes dans le four. Par suite d'un accident interne : chute ou casse de pièces à traiter ou de matériel support, le revêtement interne peut être détérioré. Compte tenu de la solidité des fumisteries anciennes, cet accident n'avait généralement aucune suite facheuse pour le four. Avec les fibres, les conséquences peu vent êtres graves. On peut assister, en effet, à la disparition totale du revêtement du four en cours de marche. La tôle extérieure ne peut être en aucun cas une protection suffisante contre la naissance d'un incendie. le présent brevet porte sur un montage de fibre qui élimine tous les défauts précédents. Ce montage est constitué, en Partant de l'intérieur du four vers l'extérieur : - de fibres en bcut dont la qualité et l'épaisseur sont fonction des tempéra- tures et de l'isolation requises. Donc pas de pieces réfractaires en face chaude et meilleure tenue de la fibre par la meilleure qualité de surface. - d'une plaque réfractaire dense, perforée et mince, adaptée aux temperatures, donc premier barrage cantre la porosité, face solide s'opposant à la très faible tenue mécanique d'un mur entièrement en fibre. le panneau de fibre du premier rang est collé sur cette plaque réfractaire. Donc possibilité de changer un mcdule s'il est nécessaire sans en toucher aucun autre. - des nappes de fibre dont le flore et la qualité sont adaptés dans chaque cas. les joints de ces différentes nappes sont placés en quinconce. Donc pas de joints directs, mSme si le module de premier rang prend un retrait impor- tant. - une plaque en matériau semi dense, comme le silicate de calcium ou différents canposés du commeroa. Il s'agit de la deuxième plaque s'opposant à la poro sité de la fibre. - une nappe d'isolant basse température. - des crochets en réfractaire (métaux ou céramique) fixant les plaques refrac- taires du deuxième rang à la carcasse du four. Ces tiges saint demantables par rapport à la plaque et par rapport à la bêle. Il s'agit donc d'un sys tème pouvant être réparé facilement. Ces tiges s'opposent à l'effondrement de l'isolant qui aurait pour cause un accident dans le four. le dessin montre, à titre d'exemple, nullement limitatif, la coupe sur un Mir de four. 1 - représente les panneaux de fibre dont les fibres sont perpendiculaires à la surface interne du mur. 2 - représente la colle permettant la fixation du panneau 1. 3 - indique la plaque réfractaire perforée mince. 4 - représente les nappes de fibre, ici trois épaisseurs, dont les joints dans tous les sens sont en quinconce. 5 - représente le panneau rigide ou semi-rigide en réfractaire léger. 6 - indique un panneau de fibre basse température. 7 - indique les tiges fixées à la carcasse du four et tenant les plaques. 8 - est la carcasse du four. 9 - est l'intérieur du faur. REVENDICATIONS 1 - Parois isolantes de fours caractérisées par un système de fours constitué de différents matériaux isolants dont des fibres à haute température. Ces fibres, sur la paroi interne, sont collées sur des plaques réfrac taires perforées minces. 2 - Parois isolantes de fours suivant la revendication n01, caractérisées par la fixation des plaques réfractaires perforées minces à la paroi extérieure du four par des tiges réfractaires en céramique ou en mental permettant un démontage facile 3 - Parois isolantes de fours suivant la revendication n01, caractérisées par l'utilisation entre la plaque réfractaire et la paroi extérieure de plusieurs épaisseurs de produits isolants dont des fibres céramiques qui sont coupées à des dimensions telles que le retrait à la chauffe soit peu important et dont la mise en place les unes par rapport aux autres permettent des joints en qufloence. 4 - Parois isolantes de fours suivant revendication n03, caractérisées par l'utilisation de panneaux incorporés aux fibres en matériaux réfrac taires étanches aux gaz à la pression d'utilisation du four.