Brevet FR2617582A1 — publié le 19890106

La présente invention concerne un four pour le séchage progressif et la cuisson à la température souhaitée de produits réfractaires, et notamment d'éléments préfabriqués réalisés à partir d'armatures ou d'ossatures métalliques recouvertes, au moins en partie, de matières réfractaires, et qui sont utilisés notamment en sidérurgie pour être mis en contact avec de l'acier liquide. Elle s'étend également à un tel traitement d'éléments préfabriqués réalisés entièrement en matières réfractaires sans armatures ni ossatures métalliques. Le four conforme à l'invention permet d'obtenir une cohésion appropriée des molécules des agrégats réfractaires, sans détérioration des liants et composants, jusqu'au frittage ou jusqu'à la transformation nécessaire de ces agrégats pour une résistance suffisante aux forts chocs thermophysiques au contact des aciers liquides, en permettant, de ce fait, de diminuer très sensiblement le coût global de tels éléments préfabriqués. I1 y a lieu, en effet, de noter qu'il n'était pas possible jusqu'à présent de traiter correctement des éléments préfabriqués du type ci-dessus, et notamment des éléments préfabriqués comprenant des armatures métalliques recouvertes seulement en partie de matières réfractaires, telles que les "quenouilles" servant à insuffler des gaz dans un bain d'acier en fusion et dont l'extrémité formant conduite de passage des gaz n'est pas recouverte de matières réfractaires. En effet, de manière à ne pas exposer à une trop forte chaleur les armatures métalliques non recouvertes, les matières réfractaires de tels éléments préfabriqués n'étaient alors pas suffisamment cuites ni même suffisammen séchées et occasionnaient la formation dangereuse de bulles au contact de l'acier fondu .En outre, du fait du manque de cohésion des agrégats réfractaires, la durée de vie de tels éléments était relativement courte. L'invention résout le problème ci-dessus d'une manière particulièrement appropriée en créant un four de séchage et de cuisson de produits réfractaires, présentant un couvercle modulable et une sole mobile à multiples fonctions ayant notamment la possibilité de laisser à l'extérieur du four les portions des armatures ou ossatures métalliques non recouvertes de matières réfractaires des éléments préfabriqués soumis à un séchage et à une cuisson, et destinés notamment aux besoins de l'industrie, de la sidérurgie et des aciéries. Conformément à l'invention, le four comprend une partie arrière fixe, un chariot venant s'encastrer dans la partie arrière fixe et étant formé d'une sole horizontale mobile prévue pour la pose d'éléments préfabriqués du type ci-dessus et d'une partie verticale prévue pour le passage éventuel de portions des ossatures d'éléments préfabriqués qui ne sont pas recouvertes de matières réfractaires, et enfin une partie formant couvercle devant recouvrir la partie arrière fixe et le chariot, ladite partie formant couvercle présentant des moyens pour la suspension éventuelle d'autres. éléments préfabriqués ; des dispositifs de chauffage de l'intérieur du four étant également prévus ainsi que des organes de détection de température interne du four. Conformément à une autre particularité de l'invention, la partie verticale faisant corps avec la sole, et délimitant avec cette sole le chariot, présente des ouvertures pour le passage de portions des ossatures des éléments préfabriqués, ces éléments préfabriqués étant supportés, d'une part, par la sole pour les portions des éléments préfabriqués recouvertes de matières réfractaires et, d'autre part, par l'armature de la partie verticale du chariot pour les portions des éléments préfabriqués non recouvertes de matières réfractaires et qui sortent ainsi, par lesdites ouvertures, à l'extérieur du four de manière à ne pas être soumises à la forte température devant régner dans le four pour assurer le traitement approprié des matières réfractaires des éléments préfabriqués. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée ci-après. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatifs, au dessin annexé. La figure 1 est une vue de dessus de la partie formant couvercle du four, le toit du couvercle étant arraché et la figure montrant des éléments préfabriqués suspendus au couvercle. La figure 2 est une coupe du four prise suivant la ligne II-II de la figure 1 et montre le four fermé. La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. Les figures 4a et 4b sont des vues partielles de formes de réalisation préférée des ouvertures délimitées dans le panneau des parties verticales du chariot de fermeture du four lorsque les éléments préfabriqués à traiter comportent des portions ne devant pas être exposées à la chaleur interne du four. Au dessin, on a représenté un four constitué principalement d'une partie arrière fixe 1, d'une partie avant 2 mobile constituant un chariot formé d'une sole 3 et d'un panneau vertical 4, et enfin d'un couvercle 5. La partie arrière fixe 1 comprend une armature métallique externe 6 reliée à des éléments annexés 7 munis d'échelles et de passerelles d'accès au couvercle 5. La portion de la partie arrière fixe 1 tournée vers l'intérieur du four, et qui est ainsi montée sur l'armature 6, est formée d'une base 8 en béton réfractaire présentant des ferrures 9, reliée à l'armature métallique 6 et sur la base 8 est placé un montage de briques réfractaires 9. Au-dessus du montage de briques réfractaires 9, et prenant appui sur une cornière métallique 10 de l'armature 6, la partie arrière fixe 1 se termine par une paroi 11 en béton réfractaire dont les ferrures sont également reliées à l'armature métallique 6. La sole 3 et le panneau vertical 4 de la partie avant 2 du four délimite un chariot reposant sur une dalle 12 à l'aide de galets 13. La partie avant 2 peut ainsi être entraînée par des moyens non représentés au dessin et peut rouler sur la dalle 12 pour venir s'encastrer dans la partie arrière fixe lorsque le four est fermé. La partie avant 2 fait ainsi office de porte de fermeture du four et on prévoir des fibres céramiques 14 pour assurer l'étanchéité au joint entre la partie arrière fixe 1 et la partie mobile 2 dans la position fermée du four. Tant la sole 3 que le panneau vertical 4 de la partie mobile ou chariot 2 comprennent une armature métallique 15a et, respectivement, 15b recouverte d'un béton réfractaire et sont réalisées selon une technique usuelle semblable à celle utilisée pour la partie arrière fixe 1. Des brûleurs 16 sont placés tangentiellement à la paroi du four selon une disposition opposée en oblique afin de produire une rotation circulaire, selon les flèches f, de la chaleur du bas vers le haut du four à travers une plaque de répartition 17, afin d'établir les températures demandées par l'utilisateur du four. La puissance des brûleurs 16, alimentés en général en gaz naturel, est établie suivant les demandes de température nécessaires et peut être réglée selon les besoins. Une sonde thermométrique représentée schématiquement en 18 constitue un appareil de contrôle de la température et est reliée d'une manière connue à un dispositif à graphique de montée en température, disposé à l'extérieur du four, pour commander l'alimentation des brûleurs 16. Comme cela est représenté au dessin et montré de manière schématique aux figures 4a et 4b, le panneau vertical 4 comporte des ouvertures 19 (à savoir des hublots 19a à la figure 4a ou des saignées l9b avec interpositions de profilés entretoises recouverts de matières réfractaires à la figure 4b) pour le passage à l'extérieur du four de portions métalliques 20 d'éléments préfabriqués 21 recouverts en partie de matières réfractaires, ces portions métalliques 20 n'étant pas recouvertes de matières réfractaires et faisant ainsi saillie à l'extérieur du four de manière à ne pas être exposées à la température élevée du four chauffé par les brûleurs 16. Par exemple, de tels éléments préfabriqués 21 peuvent être des éléments appelés "quenouilles" et comportent un tube constituant la portion métallique 20 de la figure 2 et servant à conduire une insufflation de gaz et autres composants dans un bain d'acier en fusion. Ces quenouilles prennent appui, d'une part, sur la sole par l'intermédiaire de blocs d'appui 22 en matières réfractaires montées sur des rondins d'acier réfractaire 22a et, d'autre part, sur l'armature du panneau vertical de porte 4 à l'extérieur, les -portions métalliques 20 de ces quenouilles traversant les ouvertures 19 du panneau. Les blocs d'appui 22 des éléments préfabriqués ou quenouilles 21 sont posés sur la sole 3 de manière à délimiter, dans le chariot formé par la sole mobile 3 et le panneau vertical 4, des places vides intermédiaires dans lesquelles peuvent être placées d'autres pièces réfractaires préfabriquées devant subir un séchage ou une cuisson telles que des sièges de coulée, des busettes, des vannes à tiroir, etc. I1 est également possible de supprimer les blocs d'appui 22 et de déposer, directement sur la sole 3 du chariot 21, des éléments préfabriqués particuliers tels que des chenaux de coulée de bec de fours électriques à blocs réfractaires préfabriqués sans ossature métallique. Dans ce cas, les ouvertures 9 sont évidemment fermées par exemple par des hublots réfractaires, ou le panneau vertical du chariot 2 ne présente pas de telles ouvertures 9, puisqu'aucune partie non recouverte de matières réfractaires ne doit sortir du four, contrairement au cas envisagé précédemment. Le couvercle modulaire 5 du four est prévu au dessin pour la suspension d'éléments préfabriqués 23, telles que des cloches de désulfuration appelés "plongeurs" en terme de sidérurgie et d'aciérie. Dans la disposition représentée, les éléments préfabriqués 23 comprennent une ossature 24 reliée à l'armature 25 du couvercle 5 et présentent en 26 un recouvrement de matières réfractaires. La plaque de fermeture 27 du couvercle 5 présente des clapets mobiles 28 munis de contrepoids pour permettre, dans la position ouverte représentée en traits mixtes, une évacuation des divers gaz contenus dans le four lorsque leur pression devient supérieure à une valeur donnée. I1 est également possible de prévoir un système d'aspiration par ventilateur pour permettre un réglage de la dépression dans le four et obtenir notamment une dépression constante. Comme on l'a vu plus haut, de même que le chariot 2 peut être sorti du four. pour la pose de divers éléments préfabriqués éventuellement différents de ceux illustrés, les couvercles modulaires 5 peuvent ne pas présenter d'éléments préfabriqués suspendus, par exemple dans le cas où l'on a placé sur la sole des éléments préfabriqués de plus grande hauteur que ceux représentés. Un anneau 29 permet la pose de divers couvercles modulaires 5 sur le reste de la structure du four en position. Des organes de guidage 30 prévus, d'une part, sur la partie fixe du four et, d'autre part, sur le couvercle coopèrent à la fermeture du four, et des joints à fibres céramiques 31 sont prévus pour assurer l'étanchéité. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, les dimensions du four selon l'invention sont variables et sont établies en rapport avec la taille des éléments préfabriqués à traiter et selon les besoins de l'industrie concernée. De même, et bien qu'un four de section arrondie ait été représenté au dessin, le four pourrait aussi bien présenter d'autres formes. Le four selon l'invention permet également de cuire les matières réfractaires des parois du four en même temps que sont traités les éléments réfractaires préfabriqués disposés à l'intérieur du four. En outre, si pour de grandes séries, les supports des éléments préfabriqués placés sur la sole peuvent être réalisés au moins en partie en acier hautement réfractaire, pour de petites série, on peut faire appel à des supports préfabriqués en béton réfractaire. REVENDICATIONS 1. Four de séchage et de cuisson de produits réfractaires caractérisé en ce qu'il comprend - une partie arrière fixe (1), - un chariot (2) prévu pour venir s'encastrer dans la partie arrière fixe (1) et étant formé d'une sole (3) horizontale mobile pour la pose d'éléments réfractaires préfabriqués (21) et d'une partie verticale (4) permettant le passage éventuel de certaines portions des éléments préfabriqués, et enfin, - une partie formant couvercle (5) devant recouvrir la partie arrière fixe (1) et le chariot (2), - la partie formant couvercle (5) présentant des moyens (25) pour la suspension éventuelle d'autres éléments préfabriqués, des dispositifs de chauffage 1163 de l'intérieur du four étant également prévus ainsi que des organes (18) de détection de la température interne du four. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie verticale (4) faisant corps avec la sole (3) et délimitant avec cette sole le chariot (2) présente des ouvertures (19, 19a, 19b) pour le passage de portions (20) des éléments préfabriqués, ces éléments préfabriqués (21) étant supportés, d'une part, par la sole (3) pour les portions des éléments préfabriqués recouverts de matières réfractaires et, d'autre part, par l'armature de la partie verticale (4) du chariot (2) pour les portions (20) des éléments préfabriqués non recouverts de matières réfractaires et qui sortent ainsi, par lesdites ouvertures (19, 19a, 19b) à l'extérieur du four de manière à ne pas être soumis à la forte température devant régner dans le four pour assurer un traitement approprié des matières réfractaires des éléments préfabriqués. 3. Four selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extérieur du four comprend une armature métallique munie d'une échelle et de passerelles d'accès au couvercle. 4. Four selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intérieur du four est recouvert d'un revêtement de matières réfractaires. 5. Four selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on prévoit des clapets (28) pour l'évacuation des gaz contenus dans le four, lorsque ceux-ci atteignent une pression déterminée. 6. Four selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on prévoit un système d'aspiration pour permettre un réglage de la dépression à l'intérieur du four et obtenir notamment une dépression constante. 7. Four selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les brûleurs (16) sont disposés tangentiellement aux parois du four selon une disposition opposée en oblique, de manière à produire une rotation circulaire de la chaleur du bas vers le haut pour établir les températures demandées par l'utilisateur du four. 8. Four selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on prévoir une sonde de température disposée à l'intérieur du four et associée à un appareil de contrôle par graphique de montée en température. 9. Four selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les supports des éléments préfabriqués sur la sole sont réalisés au moins en partie en acier réfractaire. 10. Four selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les supports des éléments préfabriqués sur la sole sont réalisés au moins en partie en béton réfractaire.