Brevet FR2512187A1 — publié le 19830304

La présente invention concerne la métallurgie et a notamment pour objet une plaque de refroidissement de four métallurgique, par exemple de haut fourneau. On connart une plaque de refroidissement comportant, d'une part, la plaque proprement dite, faite à partir d'un métal présentant un certain coefficient de dilatation linéaire, et autre part, des tubes refroidisseurs fabriqués en un autre métal, dont le coefficient de dilatation linéaire est supérieur à celui du métal de la plaque, et recouverts d'une couche de métal analogue à leur propre métal, lesquels tubes sont incorporés dans la plaque mentionnée. La plaque elle-m8me est d'ordinaire fabriquée en fonte, tandis que les tubes refroidisseurs sont en acier. Pour prévenir la carburation des tubes refroidisseurs, ceux-ci reçoivent,avant la coulée de la fonte, un revêtement protecteur en acier, après quoi les tubes ainsi obtenus sont mis dans un moule dans lequel on admet ensuite la fonte'liquide. Pendant la coulée de la fonte dans le moule contenant les tubes refroidisseurs, ceux-ci se réchauffent jusqu'à une température pratiquement égale à la température de la fonte, d'où une augmentation de leurs dimensions. Après la solidification de la fonte et pendant son refroidissement, on assiste à un retrait aussi bien de la fonte que des tubes en acier. Du fait que l'acier présente un coefficient de dilatation linéaire supérieur à celui de la fonte, les tubes tendent à se raccourcir plus vite et d'une valeur plus importante, mais la fonte déjà solidifiée les en empêche, de sorte que dans les tubes apparaissent des contraintes de traction concentrés aux endroits de flexion desdits tubes. Les essais ont cependant montré que les contraintes en question ne dépassent pas celles de rupture. Mais, étant donné que les parois des tubes s'amincissent aux endroits de flexion et que pendant ladite flexion peuvent apparaître des microfissures, et d'autre part, qu'au cours du fonctionnement du four les plaques de refroidissement, sous l'action de la chaleur et par suite de leur mode de fixation sur le blindage du four, subissent une déformation donnant naissance à des contraintes supplémentaires, il existe un risque de destruction des tubes. Dans la pratique, il se produit des cas d'apparition de fuites dans les plaques de refroidissement au stade initial de leur fonctionnement, alors que l'usure mécanique des plaques ou des tubes refroidisseurs est encore exclue. Cela s'explique par la diminution de la résistance des tubes dans les zones de concentration des contraintes lors de la fabrication des plaques de refroidissement et par l'apparition de nouvelles contraintes lors de leur fonctionnement. L'invention vise donc une plaque de refroidissement pour four métallurgique, dans laquelle, grâce à une modification du profil du revêtement protecteur des tubes refroidisseurs, serait assurée une répartition uniforme des contraintes suivant la longueur desdits tubes et, par là même, une diminution de la concentration desdites contraintes aux endroits de flexion de ces tubes. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une plaque de refroidistsement pour four métallurgique, tu type comportant, d'une part, une plaque proprement dite faite à partir d'un métal présentant un certain coefficient de dilatation linéaire, et d'autre part, des tubes refroidisseurs fabriqués en un autre métal, dont le coefficient de dilatation linéaire est supérieur à celui du métal de la plaque, lesdits tubes étant revêtus d'un métal analogue à leur propre métal et étant incorporés dans ladite plaque, caractérisée, suivant l'invention, en ce que la couche de métal revêtant les tubes refroidisseurs a une surface présentant des nervures orientées en travers de l'axe longitudinal des tubes. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif avec références au dessin unique annexé dans lequel - la figure 1 est une représentation schématique d'une partie d'une plaque de refroidissement conforme à l'invention, montrant les tubes refroidisseurs; - la figure 2 est une vue en coupe suivant Il-Il de la figure 1. Comme il ressort de la figure 1, la plaque de refroidissement comporte une plaque proprement dite 1 faite à partir d'un métal ayant un certain coefficient de dilatation linéaire, par exemple à partir de fonte, et des tubes refroidisseurs 2 qui sont incorporés dans la plaque 1 et fabriqués en un autre métal, dont le coefficient de dilatation linéaire est supérieur à celui du métal formant la plaque 1, par exemple en acier. Les tubes refroidisseurs 2 sont revêtus d'une couche métallique 3 dont le métal est analogue à leur propre métal et est, en l'occurrence, l'acier. La surface de la couche 3 présente des nervures orientées en travers de l'axe longitudinal des tubes 2, ou bienest pourvue de saillies 4, de préférence annulaires, alternant avec des creux 5. Pendant la coulée de la fonte dans un moule contenant des tubes refroidisseurs 2, ces tubes s'allongent en même temps que le revêtement protecteur 3. Lors de la solidification et du refroidissement de la fonte de la plaque 1, les creux 5 de la couche protectrice 3 empêchent le retrait du tube 2 dans de courtes zones egales à la largeur du creux. De la sorte, les contraintes sont réparties uniformément suivant toute la longueur du tube 2, une partie importante de ces contraintes étant supportée par les saillies 4 de la couche protectrice 3, et les zones des tubes 2 dont la résistance mécanique est le plus affaiblie en étant de ce fait déchargées. R E V E N D I C -A T I O N Plaque de refroidissement pour four métallurgique, du type constitué par une plaque proprement dite faite à partir d'un métal présentant un certain coefficient de dilatation linéaire, et par des tubes refroidisseurs fabriqués en un autre métal, dont le coefficient de dilatation linéaire est supérieur à celui du métal de la plaque, lesdits tubes étant revêtus d'une couche de métal analogue à leur propre métal et étant incorporés dans - ladite plaque, caractérisée en ce que la surface de la couche métallique (3) constituant le revêtement protecteur des tubes refroidisseurs (2) présente des nervures ou saillies analogues (4) orientées transversalement à l'axe longitudinal des tubes (2).