Brevet FR2549212A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne une structure de support pour voûtes de fours, ladite structure 'étant destinée à être utilisée en particulier, mais non exclusivement, avec des fours fonctionnant à des hautes températures. On connaît dans la technique antérieure différents modes de construction de voûtes de fours, réalisées à partir d'une "voûte" de type traditionnel qui présente, dans sa forme la plus répandue, une section semicirculaire reposant sur deux parois latérales Le montage est connu depuis l'ancien temps et est toujours largement utilisé du fait de sa fiabilité dans le temps Toutefois, cette construction entraîne des coûts d'investissement considérables, à la fois en ce qui concerne la quantité de matériau qu'elle nécessite et la complexité de son 15 installation La "voûte" doit en fait présenter une épaisseur considérable et les parois du four, qui la portent, doivent être dimensionnées en conséquence pour supporter son poids La masse énorme ainsi créée, augmente non seulement le coût de l'installation, mais 20 aussi celui du fonctionnement, en particulier au niveau de l'allumage et de l'extinction du four Dans ces conditions, en fait, la capacité d'agent thermique des structures de supports de charge du four, entraîne, inévitablement une consommation de grandes quantités 25 d'énergie avant que la température opérationnelie voulue ne soit atteinte De même, lorsque le four est mis hors de service pour l'entretien,il faut attendre un long moment pour que les structures du four se refroidissent et permettent l'accès aux systèmes intérieurs Ceci est vrai pour des fours à fonctionnement continu, mais est encore plus important dans le cas des fours à fonctionnement intermittent. De plus, les fours à voûte de ce type qui sont généralement revêtus d'un matériau réfractaire de type classique sont susceptibles, lorsqu'ils fonctionnement à 35 de hautes températures, de présenter une pulvérisation en surface du garnissage La poudre qui descend de la voûte du four, tombe sur le matériau en cours de cuisson et aggrave les défauts du produit fini en augmentant, par conséquent, les rebuts. D'autres méthodes de recouvrement de la partie supérieure du four sont également connues, qui consistent, par exemple à utiliser des structures métalliques pour supporter la partie réfractaire isolante de celle-ci Ces structures, doivent toutefois être munies d'un système de 10 ventilation pulsé pour résister aux hautes températures. Ceci implique, tout d'abord, une augmentation des coûts d'énergie pour la dispersion thermique due au refroidissement provoqué par la ventilation pulsée, et deuxièmement, une consommation d'énergie électrique 15 soudaine due aux incidents qui stopperaient la ventilation pulsée et provoqueraient une brusque surchauffe de la partie métallique de la voûte du four avec les risques évidents d'effondrement qui s'en suivraient. La présente invention a pour objet principal 20 de remédier à ces inconvénients, en prévoyant une structure qui offre la possibilité de former la voûte du four, à partir d'un matériau léger et résistant aux hautes températures. Un autre objet de la présente invention 25 consiste à obtenir rapidement et régulièrement le stade opérationnel et de refroidissement du four. L'invention a en outre pour objet de fournir une structure de voûte de four qui est susceptible d'être montée rapidement, à un prix réduit. Un autre but, non moins important de l'invention, est de fournir un four qui peut atteindre des températures de l'ordre de 1600 WC. On atteint ces buts, ainsi que d'autres grace à une voûte de four conforme à l'invention pour la cuisson 35 à haute température, de matériaux céramiques, caractérisée en ce qu'elle comporte des poutres en carbure de silicium, s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du four; lesdites poutres sont parallèles entre elles et équidistantes et les espaces ménagés entre lesdites poutres 5 sont fermés par des plaques de matériau réfractaire. De préférence, les poutres présentent une surface d'appui plane adaptée pour recevoir les extrémités desdites plaques. D'autres caractéristiques de l'invention 10 ressortiront de la description détaillée qui suit, faite avec référence aux dessins annexés sur lesquels: Fig 1 est une vue en perspective d'une voûte de four, conforme à l'invention. Fig 2 est une vue en coupe verticale 15 de la voûte prise le long de l'axe longitudinal du four; Fig 3 est une vue en plan de la voûte sur laquelle l'ouvrage de maçonnerie périphérique du four n'a pas été représenté, pour la clarté de la représentation; et Fig 4 est une coupe verticale de la voûte, prise suivant l'axe longitudinal du four, conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention. La référence 1, désigne les parois latérales du four qui supportent les poutres en,carbure de si25 licium 2, ces poutres présentent, dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, à titre d'exemple, une section en T inversée Ces poutres supportent, par l'intermédiaire de la surface d'appui plane 3, les plaques 4 qui recouvrent l'espace ménagé entre deux poutres adjacentes. 30 Sur la figure 2, la voûte de four ainsi formée est complétée par un garnissage en matériau réfractaire de faible densité présentant de bonnes propriétés d'isolation thermique Dans l'exemple représenté à la figure 2, des poutres en forme de I sont utilisées. Les figures 3 et 4 montrent un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel les plaques 4 sont disposées suivant deux couches qui se chevauchent, de telle sorte que les joints ménagés entre les plaques de la couche inférieure 6, sont recouverts par les plaques de la couche supérieure 7 Sur la vue en plan de la figure 3, les plaques de la couche inférieure sont représentées en pointillés, alors que les plaques de la couche supérieure sont représentées par des lignes pleines. La figure 4 illustre le mode d'utilisation de poutres à profil ansversal tubulaire. La v de four conforme à cette variante de réalisation peut, Mien sûr, être isolée thermiquement par l'intermédiaire d'un matériau réfractaire de faible densité Ce dernier comportera, convenablement, deux couches; la couche inférieure présente des propriétés de résistance aux hautes températures et peut, par exemple, être réalisée dans des matériaux à base d'alumine ou de cordiérite, alors que la couche supérieure est en argile expansée. La vo Qte conforme à ce mode de réalisation peut comporter une première couche en matériau réfractaire de faible épaisseur aúin de présenter une masse thermique nulle, suivie par une seconde couche en fibre céramique. Cette disposition permet de remédier aux problèmes, rencontrés par certains fabricants, de voûtes entièrement formées de fibre céramique, tels que les chutes de poudre sur le matériau et les rebuts qui en résultent, ainsi que l'absorption par le matériau de la voûte des vapeurs d'émail dégagées dans le four, avec les dommages qui s'en suivent et une durée d'utilisation réduite. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on peut prévoir plus d'une couche de plaques et chacune des couches pourrait être séparée de la couche précédente par l'intermédiaire d'organes d'espacement en matériau céramique, par exemple des petits cylindres creux, de telle sorte que des espaces sont ménagés entre les couches séparées s'étendant horizontalement qui exercent une fonction d'isolation thermique Ces espaces peuvent être laissés vides ou remplis d'un matériau réfractaire i isolant, de faible densité. REVENDICATIONS 1 Structure de voûte de four pour fours de cuisson de matériaux céramiques à haute température, caractérisée en ce qu'elle comprend des poutres en carbu5 re de silicium: lesdites poutres s'étendent transversalement à l'axe longitudinal du four; lesdites poutres sont parallèles entre elles et équidistantes; et les espaces ménagés entre lesdites poutres sont fermés par des plaques en matériau réfractaire. 2 Structure de voûte de four selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites poutres présentent une surface d'appui plane adaptée, pour rece15 voir les extrémités desdites plaques. 3 Structure de voûte de four selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite voûte est recouverte d'un matériau céramique d'isolation thermique, de faible densité. 4 Structure de voûte de four selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau céramique d'isolation thermique, de faible densité, comprend deux couches, une couche inférieure présentant des propriétés de résistance aux hautes températures et une cou25 che supérieure en argile expansée. Structure de voûte de four selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits espaces sont fermés par au moins deux couches de plaques qui se recouvrent et qui adhèrent fermement l'une à l'autre, de 30 telle sorte que les joints ménagés entre les plaques dans la couche inférieure sont recouverts par les plaques de la couche supérieure. 6 Structure de voûte de four selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits espaces 35 sont fermés par au moins deux couches de plaques se recouvrant mutuellement, lesdites couches de plaques étant séparées par des organes d'espacement de manière à ménager un intervalle entre lesdites couches de plaques. 7 Structure de voûte de four selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits intervalles sont remplis avec un matériau réfractaire, thermiquement isolant, de faible densité.