Brevet FR2521702A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne la métallurgie, et plus précisément, les dispositifs pour le refroidissement de la paroi conique d'un four a cuve. L'invention s'applique surtout au refroidissement des parois de hauts fourneaux. On connalt un dispositif pour le refroidissement des parois de fours constitue des briques réfractaires avec évidements dans lesquels sont placés des tuyaux de refroidissement. L'espace libre ménagé entre les tuyaux et les évidements disposés du côté extérieur des briques est rempli d'aluminium. I1 y a des espaces libres entre les briques du coté de l'espace de travail du four (certificat d'auteur d'invention de 1'URUS N 418694, cl. F27 b 3/13). Les espaces libres entre les briques réfractaires ne sont pas étanchés, de sorte que, au cours de fonctionnement du four, les gaz de four pénètrent dans ces espaces et provoquent la surchauffe des briques refractaires sur toute leur longueur. Certains composants du milieu gazeux du four se diffusent dans le revêtement réfractaire et en provoquent la destruction. Parmi les dispositifs connus, un dispositif de refroidissement des parois de hauts fourneaux (demande de brevet du Japon Nt 49-6724 publiée en 1974, cl. lOA 521)est le plus voisin au- point de vue technique. Ce dispositif se compose de paquets séparés dont chacun comprend un tuyau refroidi par l'eau et deux rangées de briques réfractaires avec des évidements semi-annulaires disposés lé long de cotés transversaux des briques réfractaires et formant un canal. La jonction de deux rangées de briques réfractaires disposées le long du tuyau refroidi est aussi réalisée suivant leur côté transversal. Les espaces libres entre le tuyau refroidi et les briques réfractaires et les espaces entre deux rangées de briques sont renplis d'un matériau de remplissage. Les paquets voisins sont joints l'un à l'autre. Comme la paroi du four est conique, les dimenslons des briques réfractaires varient d'une rangée horizontale à une autre, polar que les joints entre les paquets ne varient pas suivant la hauteur. Cela exige un ajustage spécial des brigues pour que les joints entre les paquets voisins soient étanches aux gaz. Une jonction étanche des briques réfractaires entre elles est pratiquement impossible à obtenir, puisque les déformations thermiques ayant lieu au cours d'utilisation du four provoquent la formation d'un jeu dans le cas où la ligne de jonction de briques est disposée dans le sens transversal, ce oui nuit au refroidissement des briques et a leur résistance à l'usure. Les espaces d'air servent d'isolants thermiques qui empêchent un bon refitidissement des briques réfractaires. Les petits espaces libres se formant entre le tuyau refroidi et les briques sont difficiles à bien remplir de matériau de remplissage. En cas d'usure éventuelle du revêtement réfractaire, l'enveloppe du four sera en contact avec les matériaux de charge et avec le murant de gaz, ce qui conduira à sa surchauffe et sa déformation. Dans le cadre de l'invention on s'est proposé de créer un dispositif de refroidissement de la paroi conique d'un four à cuve qui permette d'en faciliter la fabrication, d'en augmenter la résistance à l'usure et de réduire les délais de réparation du four. L'invention a donc pour objet un dispositif de refroidissement de la paroi conique d'un four à cuve, comprenant, disposés le long de la paroi du four, des paquets dont chacun se compose de deux rangées de briques réfractaires avec des évidements semi-circulaires formant un canal dans lequel est disposé un tuyau de refroidisse- ment de manière à ménager un espace libre rempli d'un matériau de compensation caractérisé en ce que tous les paquets sont composés de briques réfractaires de mêmes dimensions et il se forme entre deux paquets voisins un espace libre variable suivant la hauteur du paquet en fonction de l'inclinaison de la paroi du four et rempli de cales en matériau réfractaire. L'utilisation de briques réfractaires de me- mes dimensions permet de réduire nettement le travail nécessaire au montage. Des cales en matériaux réfractaires permettent de rendre étanche l'ensemble du dispositif et d'éviter l'infiltration des gaz de four vers l'enveloppe du four et donc d'augmenter la tenue de l'enveloppe. Il est avantageux q les cales ci matériau réfractaire utilisées soient réalisées sour forme d'un ensemble de plaques réfractaires de longueurs différentes posées avec du .morti.er réfractaire de manière à remplir l'espace libre entre les paquets. Lesdites plaques permettent de simplifier considérablement les travaux de montage, de reduire les délais de grosses réparations, ainsi que de standardiser les dimensions des briques réfractaires à partir desquelles les paquets sont oies. D'autre caracteristigues et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se rgférant aux dessins annexes dans lesquels: la Fig. 1 représente en vue de face le dispositif de refroidissement de la paroi conique d'un four à cuve avec coupe partielle des briques réfractaires, selon l'invention; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II II de la figure 1; la Fig. 3 représente la mme coupe que la figure 2 dans le cas, où les paquets sont réunis en bloc deux par deux. Le dispositif de refroidissement de la par@i conique d'un four à cuve selon l'invention, comprend des paquets dont chacun se compose d'un tuya@ de refro@dis- sement 1 (figure 1) entouré de deux rangées de br@ques réfractaires 2 avec des évidements semi-circulaires 3 (figure 2). Les espaces libres 4 entre les briques réfractaires 2 de chaque paquet et entre le tuy@t de refroidissement 1 et Je briques 2 sont remplis d' une a- tiere de compensation, par exemple '-une ruasse a carvo- ne. Un joint longitudinal 5 entre deux paquets voisins est fomme grâce à la conicité du dispositif suivant la hauteur Le joint longitudinal 5 entre deux paquets voisins est rempli de cales 6 en un matériau réfractaire. Les cales peuvent être réalisées è partir du même ma matériau réfractaire que ïCs briques 2, psr exemple, e carbure de silicium à liant er nitrure de silicium. Les cales 6 peuvent être réalisées aussi bien monobloc que composées de plaques de longueurs différentes posées entre les paquets à l'aida de mortiers réfractaires, par exemple, du ciment alumino-ch@ome-phosphate. Pour accélérer les travaux de montage et étancher l'enserqble du dispositif pendant le réchauffage et le fonctionnement du four, les paquets peuvent t être rëunis en blocs séparés enfermés dans des carcasses ré talliques 7 (figure 35. . Chaque bloc est fixe sur une enveloppe 8 du four. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Un agent de refroidissement (eau ou mélange eau-vapeur) est amené aux tuyaux de refroidissement 1 qui refroidissent les briques réfractaires 2 a travers la matière de compensation remplissant le joint 4. Pendant le ré chauffage du dispositif il se produit une dilatation des briques réfractaires 2 dans chaque bloc, ce qui rend étanches les joints 4 et 5 et permet d'assurer une bonne étanchéité aux gaz de l'ensemble du dispositif. La fixation de chacun des blocs sur l1envelop- pe 8 se fait suivant un procédé connu. La carcasse 7 est refroidie par les tuyaux 1 soudés à celle-ci. En outre, la carcasse 7 permet, en cas de destruction des briques réfractaires 2, d'éviter le contact des matières de charge chaudes et des gaz de four avec l'enveloppe 8 du four, ce qui rend plus fiable le fonctionnement de l'ensemble du dispositif. La paroi du four est formée de blocs séparé s aussi bien suivant le périmetre que suivant la hauteur. Chacun des blocs supérieurs peut être décalé par rapport aux blocs inférieurs de manière que les tuyaux de refroidissement 1 du bloc supérieur se trouent au-dessus de la rangée de briques réfractaires 2 du bloc inférieur. Un tel décalage des blocs permet d'amPliorer la résistance à l'usure de l'ensemble du dispositif. Les joints entre les blocs sont remplis de matériaux réfractaires connus, normalement utilisés pour la pose de plaques de refroidissement en fonte. I1 est possible de fabriquer les blocs en dehors du four avant la réparation de celui-ci, ce qui permet de les monter ou démonter plus rapidement et de réduire ainsi les délais des grosses réparations. Le montage de blocs se composant de tuyaux de refroidissement et de briques réfractaires permet d'é- viter les travaux d'édification du revêtement ré frac- taire pendant les grosses réparations. Bien entendu diverses modifications peuvent étre apportées par l'homme d'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limita- tif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement de la paroi conique d'un four à cuve comprenant, disposé suivant la paroi du four, des paquets dont chacun se compose de deux rangées de briques réfractaires avec des évide- ments semi-circulaires qui forment un canal dans lequel est disposé un tuyau de refroidissement de manière à me- nager un espace libre rempli d'une matière de cempensa- tion, caractérise en ce que os les paquets sont composés de briques réfractaires (2) de même dimensions et qu'il se forme entre les paquets voisins un joint (5) variable suivant la hauteur du paquet en fonction de l'inclinaison de la paroi du four et rempli de cales (6) en matériau réfractaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, Ca- ractérisé en ce que les cales (6) en matériau réfractai- re sont réalisées sous forme diun ensemble de plaques réfractaires de longueurs différentes posées à l'aide d'un mortier réfractaire de r;ianiere à remplir le joint (5) entre les paquets.