Brevet FR2634009A1 — publié le 19900112

- 1 - Il est connu d'utiliser des fours comportant un lin- teau refroidi. Mais les linteaux de four réalisés jus- qu'à présent posent des problèmes en ce qui concerne le comportement et la tenue dans le temps en fonction des régimes. Les incidents les plus fréquemment rencontrés sont liés à la surchauffe des parties métalliques du lin- teau ou au contraire à la corrosion de ces parties mé- talliques du fait de la condensation de fumées acides quand les gaz chauds issus de l'enceinte du four peu- vent circuler entre le linteau et le garnissage par les fissures des matériaux constituant le garnissage, fissures généralement provoquées par le vieillissement des différents composants du four et par les variations - 2 - dimensionnelles dues aux dilatations différentielles entre le linteau, qui est en principe à une température constante, et son environnement dont la température varie avec les différents cas de marche et arrêts. Les solutions de refroidissement contrôlé des linteaux habituellement utilisés font appel soit à un balayage par l'air du linteau constitué en poutre creuse soit à une circulation organisée d'eau à l'intérieur de cette même poutre creuse; l'eau peut soit remplir la totali- té de la cavité ainsi constituée soit circuler dans des tubes eux-mêmes noyés dans des matériaux isolants. Il est possible, en calculant les transferts entre le lin- teau refroidi et son environnement, de déterminer les débits de fluide caloporteur et les températures res- pectives des différents éléments du linteau. Les flux sont déterminés pour des cas de marche précis et les résistances au transfert; les coefficients d'échange sont imposés par les conditions de transfert entre le fluide caloporteur et son enceinte: des compromis doivent être trouvés entre les différents cas de marche, ce qui immanquablement se traduit soit par des tempéra- tures trop élevées dans les régimes transitoires ou en cas de dégradation du garnissage soit au contraire par des températures trop basses entraînant des condensa- tion avec pour corollaire la corrosion et la destruc- 3 - tion progressives du linteau. La présente invention a pour objet un linteau de four qui, en fonctionnement, a au contraire une températu- re homogène maintenue à un niveau prédéterminé quel que soit l'état des matériaux isolants ou réfractaires protégeant le linteau du rayonnement et de la convec- tion de l'atmosphère du four. Le linteau selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par un caisson creux à parois mem- branées, c'est-à-dire formées de tubes reliés entre eux par des fers plats, des moyens étant prévus pour faire circuler un fluide caloporteur à l'intérieur des tubes. L'inertie de ce caisson est équivalente ou même supé- rieure à celle d'un linteau classique en tôles et pro- filés tout en étant d'un poids inférieur. La tempéra- ture des parois du caisson est contrôlée grace à la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur des tubes, constituants de la paroi membranée. En fonction des conditions d'exploitation et en particulier de la température du four et de la composition des fumées, le fluide caloporteur peut être soit de l'eau soit une phase mixte eau/vapeur. Compte tenu du fait que les coefficients de transfert entre fluide capoporteur 4- - et tubes sont très nettement supérieurs au coefficient de transfert entre garnissage et parois membranées ou même, en cas de destruction partielle de ces garnissa- ges, entre l'enceinte et la paroi membranée, la tempé- rature de cette dernière est imposée par les conditions de température et de vitesse du fluide caloporteur, l'épaisseur des tubes et des plats ainsi que le mode de soudage des plats sur les tubes; la température du fluide caloporteur eau ou phase mixte eau/vapeur est elle-même liée au taux de recirculation et à la pres- sion de la boucle d'alimentation du linteau. Il est ainsi possible en fonction des risques de corrosion, dûs à la présence de composés du soufre dans le cas de combustibles ou à la présence de dérivés halogénés dans les fumées, de fixer la température d'équilibre des parois membranées même en cas de dégarnissage par- tiel afin de maintenir la température du métal à une température toujours supérieure au point de rosée aci- de des fumées et toujours inférieure à la température à laquelle le métal constituant les parois membranées n'aurait plus les caractéristiques mécaniques désirées. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du linteau selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans lequel: La Figure 1 est une vue en perspective du linteau; - La Figure 2 en est une coupe transversale. Au dessin, on voit la paroi 1 d'un four qui est munie d'une ouverture d'accès 2. Celle-ci est surmontée d'un linteau désigné dans son ensemble par la référence 3. Le linteau 3 est constitué par un caisson creux à parois membranées c'est-à-dire formées de tubes 4 reliés en- tre eux par des plats 5 soudés aux tubes. Des moyens non représentés au dessin permettent de faire circuler un fluide caloporteur à l'intérieur des tubes 4. Ce fluide caloporteur peut être de l'eau ou une phase mix- te eau/vapeur. Les tubes 4 peuvent être reliés en série ou en parallèles et être des tubes simples à passage direct du fluide caloporteur ou bien des tubes doubles dans lesquels le fluide caloporteur pénètre par les tubes internes et ressort par les tubes externes ou in- versement. Le linteau 3 est protégé du rayonnement et de la con- vection des fumées chaudes par un garnissage réfrac- taire 6-7 maintenu en place par un cadre métallique 8. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. - 6 - Revendication Linteau de four caractérisé en ce qu'il est constitué par un caisson creux (3) à parois membranées, c'est-à-dire formées de tubes (4) reliés entre eux par des fers plats (5), des moyens étant prévus pour faire circuler un fluide calo- porteur à l'intérieur des tubes.