Brevet FR2651864A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne un dispositif d'échanchéité pour orifice de coulée de salin d'une chaudière de récupération de liqueur noire résiduaire de fabrication de pâte à papier, entre un écran de tubes entourant l'orifice et un bec de coulée. Elle s'étend en outre à un procédé de mise en place d'un bec de coulée et d'un tel dispositif d'étanchéité autour de l'orifice de coulée, et à une pièce de maintien provisoire du dispositif d'étanchéité lors de sa mise en place. Les chaudières de récupération de liqueur noire comportent dans leur partie inférieure des écrans formés de tubes composites, dont la partie interne est en acier au carbone et la partie tubulaire externe en acier inoxydable. Ces tubes sont reliés par une membrane continue, et les écrans ainsi formés sont refroidis par une circulation d'eau à haute pression à l'intérieur des tubes. Il est disposé à la partie inférieure de la chaudière et légèrement au-dessus de son fond (communément appelé "sole"), dans l'une ou plusieurs des parois verticales, des orifices destinés à l'évacuation du salin en fusion à température élevée, de l'ordre de 8000C, provenant de la combustion de la liqueur noire injectée dans le foyer-de la chaudière. Le salin s'écoule par cet orifice dans un bec de coulée, puis dans un bac de dissolution dans l'eau, pour obtenir le produit appelé "liqueur verte", à partir de laquelle on récupère par caustification la soude nécessaire à la fabrication de la pâte à papier. Le bec de coulée est refroidi par une circulation d'eau dans une double paroi. Il est nécessaire d'assurer une bonne étanchéité entre les tubes de circulation d'eau, déformés pour laisser la place de l'orifice de coulée à proximité de celui-ci, et le bec de coulée, tout en conservant une structure simple permettant le remplacement périodique du bec de coulée à la suite de sa corrosion , qui est nécessaire une ou deux fois par an. On assure actuellement cette étanchéité , soit par rechargement de métal sur les tubes des écrans, soit par soudure sur ces tubes d'ailettes en acier inoxydable, puis on usine une face plane d'appui pour l'extrémité du bec de coulée, également usinée de façon à obtenir une surface plane. Ces procédés présentent deux inconvénients a) l'apport de métal sur les tubes par rechargement ou soudure d'ailettes est une opération longue, qui ne peut être confiée qu'à une main-d'oeuvre très qualifiée. b) il apparalt assez rapidement des fissures dans la couche externe en acier inoxydable des tubes des écrans, ce qui nécessite leur remplacement pour éviter la corrosion de la partie interne en acier au carbone de ces tubes, qui pourrait entraîner des fuites d'eau dans le salin en fusion et des explosions. La présente invention a pour but de procurer un dispositif d'étanchéité de fabrication et de mise en place simples et rapides, assurant une très bonne étanchéité et permettant un remplacement rapide du bec de coulée. Le dispositif d'étanchéité selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une pièce intermédiaire moulée d'après une empreinte prise sur les tubes entourant l'orifice de coulée, et présentant sur sa face opposée une surface plane d'appui sur le pourtour du bec de coulée tourné vers l'orifice de coulée. De préférence, le pourtour interne de la pièce intermédiaire comporte une lèvre épousant le profil des tubes entourant le trou de coulée, suffisamment débordante pour les protéger de tout impact en cas de ringardage de l'orifice de coulée. La face d'appui de la pièce intermédiaire sur le pourtour du bec de coulée se raccorde de préférence à son orifice central par une portée oblique femelle. Cette pièce intermédiaire est de préférence en acier inoxydable de teneur en chrome 25 % à 30 %, présentant une excellente résistance à la corrosion. L'invention concerne en outre un procédé de mise en place d'un bec de coulée et du dispositif d'étanchéité autour de l'orifice de coulée, caractérisé en ce que l'on prend l'empreinte des tubes de la chaudière entourant l'orifice de coulée, en ce que l'on coule d'après cette empreinte une pièce intermédiaire de forme ovale présentant du côté de l'orifice de coulée une surface correspondant à l'empreinte prise et du côté opposé une surface plane, en ce que l'on applique sur cette pièce intermédiaire une pièce de maintien provisoire comportant un élément externe de rebord à portée mâle s'adaptant sur la portée interne femelle de la pièce intermédiaire, un élément interne présentant une face plane adaptable sur le côté interne des tubes entourant l'orifice de coulée, l'un au moins de ces éléments étant muni d'un alésage central taraudé, et un boulon fileté et au moins un écrou de serrage l'un contre l'autre des éléments externe et interne, en ce que l'on serre l'un contre l'autre ces éléments, en ce que l'on applique le bec de coulée contre la face de la pièce intermédiaire opposée à l'orifice de coulée, en se guidant sur le pourtour de la pièce de maintien provisoire, et le bloque en position sur la pièce intermédiaire, en ce que l'on dévisse le ou les écrous de serrage des deux éléments de la pièce de maintien provisoire et retire ceux-ci et le boulon fileté. Elle s'étend encore à une pièce de maintien provisoire de la pièce intermédiaire sur le pourtour de l'orifice de coulée jusqu'à la fixation de bec de coulée, caractérisée en ce qu elle comprend un élément externe à portée oblique male de rebord s'adaptant sur le rebord interne de la pièce intermédiaire, un élément interne présentant une face plane s'adaptant sur le côté interne des tubes entourant le trou de coulée, l'un au moins de ces éléments comportant un alésage central taraudé, et un boulon fileté et au moins un écrou de serrage l'un contre l'autre des éléments externe et interne. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, une pièce intermédiaire et une pièce de maintien provisoire selon l'invention, ainsi qu'un mode opératoire de mise en place de la pièce intermédiaire à l'aide de la pièce de maintien provisoire. La figure 1 représente en coupe par un plan horizontal l'ecran formé par les tubes, la pièce intermédiaire d'étanchéité et le bec de coulée. La figure 2 représente les mêmes pièces en coupe par un plan vertical passant par le milieu de l'orifice de coulée. La figure 3 représente en élévation vus de l'extérieur du foyer de la chaudière les tubes entourant l'orifice de coulée selon l'axe III de la figure 1). La figure 4 représente la pièce intermédiaire en coupe par un plan horizontal au-dessus ou au-dessous de l'orifice de coulée, dans une zone où l'écartement des tubes encadrant l'orifice de coulée est, encore supérieur à leur écartement normal. La figure 5 représente la pièce intermédiaire en coupe par un plan horizontal, dans une zone où l'écartement des tubes encadrant l'orifice de coulée est redevenu égal à leur écartement normal. La figure 6 représente en coupe par un plan horizontal la pièce de maintien provisoire de la pièce intermédiaire après mise en place et fixation du bec de coulée contre la pièce intermédiaire et avant son démontage. Dans les figures 1 et 2, l'orifice de coulée 5 est disposé entre les tubes tels que 1,3 et 2,4, du panneau de tubes du foyer. La pièce intermédiaire 6 vient s'appliquer contre les tubes voisins de l'orifice de coulée, sa lèvre interne 7 venant recouvrir la zone interne des tubes 1 et 2, de façon à les protéger des impacts des barres de ringardage fréquemment utilisées pour dégager l'orifice de coulée. Elle présente en outre une partie femelle 8 de raccordement de sa lèvre à sa face plane rectifiée opposée aux tubes. Sur cette face plane vient s'appliquer le rebord plan 10 du bec de coulée 9, destiné à relier l'orifice de coulée à un bac de dissolution du salin. Ce bec de coulée est à double paroi, de sorte qu'il comporte une chemise de circulation d'eau de refroidissement 11.Le bec de coulée est maintenu serré contre la face externe de la pièce intermédiaire grâce à un clavetage sur une boite support 12, remplie de ciment, venant s'appuyer sur l'écran formé par les tubes. La figure 3 montre l'aspect général oblong de l'orifice de coulée 52 délimité par la pièce intermédiaire 6 entre les tubes adjacents déformés à son voisinage 1,2,3,4. Les figures 4 et 5 représentent des coupes par des plans horizontaux, l'un à un niveau où les tubes 1 et 2 sont encore séparés par un écartement supérieur à l'écartement normal entre tubes adjacents (figure 4), l'autre où leur écartement est redevenu égal à l'écartement normal (figure 5). La pièce intermédiaire 6 vient s'appuyer étroitement sur le profil formé par les tubes 1 et 2 et l'ailette 13, qui les relie, car elle a été moulée sur une empreinte prise sur ces tubes et cette ailette. La figure 6 représente la pièce intermédiaire et le bec de coulée, au moment où ils viennent d'être mis en place grâce à la pièce de maintien provisoire formée par un élément externe 14 et un élément interne 15, reliés par un boulon fileté 16. L'un au moins des alésages des éléments 14 et 15 est taraudé pour permettre le vissage du boulon 16, et l'ensemble est serré par des écrous 17 et 19A. L'élément externe 14 présente une portée mâle oblique 19, d'angle avec l'axe correspondant à celui de la portée femelle 8 de la pièce intermédiaire, et une partie parallèle à l'axe 20 , de largeur égale à la largeur interne du bec de coulée. Pour la mise en place du bec de coulée contre la pièce intermédiaire, après avoir appliqué celle-ci sur le pourtour de l'orifice de coulée, on appuie l'élément externe 14 de la pièce de maintien provisoire contre cette pièce intermédiaire, y introduit le boulon 16 et dispose l'élément interne 15 autour de son autre extrémité. On serre alors les deux éléments l'un contre l'autre à l'aide des écrous 17,19A. On dispose la boîte-support 12 autour de l'orifice et enfile le bec de coulée dans son ouverture. Ce bec est guidé dans son approche de la pièce intermédiaire par le pourtour de l'élément externe 14 de la pièce de maintien provisoire. Le bec est bloqué en position par des clavettes. Une fois la pièce intermédiaire et le bec de coulée fixés dans leur position de finition, on dévisse les écrous 17,19A de la pièce de maintien provisoire et retire ses éléments externe et interne et son boulon. Revendications 1. Dispositif d'étanchéité pour orifice (5) de coulée de salin d'une chaudière de récupération de liqueur noire résiduaire de fabrication de pâte à papier, entre un écran de tubes (1,2,3,4) entourant l'orifice et un bec de coulée (9), caractérisé en ce qu il comprend une pièce intermédiaire (6) moulée d'après une empreinte prise sur les tubes (1,2,3,4) entourant l'orifice de coulée, et présentant sur sa face opposée une surface plane d'appui sur le pourtour du bord du bec de coulée (9) tourné vers l'orifice de coulée. 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourtour interne de la pièce intermédiaire comporte une lèvre (7) épousant le profil des tubes entourant le trou de coulée, suffisamment débordante pour les protéger de tout impact en cas de ringardage de l'orifice de coulée. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la face d'appui de la pièce intermédiaire sur le pourtour du bec de coulée se raccorde à son orifice central par une portée oblique femelle (8). 4. Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (6) est en acier inoxydable de teneur en chrome 25 % à 30 % 5. Procédé de mise en place d'un bec de coulée et d'un dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, autour d'un orifice de coulée de salin d'une chaudière de récupération de liqueur noire, caractérisé en ce que l'on prend l'empreinte des tubes (1,2,3,4) de la chaudière entourant l'orifice de coulée (5), en ce que l'on coule d'après cette empreinte une pièce intermédiaire de forme ovale (6) présentant du côté de l'orifice de coulée une surface correspondant à l'empreinte prise et du côté opposé une surface plane, en ce que l'on applique sur cette pièce intermédiaire une pièce de maintien provisoire (14,15) comportant un élément externe (14) de rebord à portée mâle (19) s'adaptant sur la portée interne femelle (8) de la pièce intermédiaire, un élément interne (15) présentant une face plane adaptable sur le côté interne des tubes (1,2) entourant l'orifice de coulée, l'un au moins de ces éléments étant muni d'un alésage central taraudé, et un boulon fileté (16) et au moins un écrou (17,19A) de serrage l'un contre l'autre des éléments externe (14) et interne (15), en ce que l'on serre l'un contre l'autre ces éléments, en ce que l'on applique le bec de coulée (9) contre la face de la pièce intermédiaire opposée à l'orifice de coulée, en se guidant sur le pourtour de la pièce de maintien provisoire (14), et le bloque en position sur la pièce intermédiaire, et en ce que l'on dévisse le ou les écrous de serrage (17,19A) des deux éléments de la pièce de maintien provisoire et retire ceux-ci et le boulon fileté (16). 6. Pièce de maintien provisoire de la pièce intermédiaire selon la revendication 3 sur le pourtour de l'orifice de coulée (5) jusqu'à la fixation du bec de coulée, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément externe (14) à portée oblique mâle (19) de rebord s'adaptant sur le rebord interne de la pièce intermédiaire , un élément interne (15) présentant une face plane s'adaptant sur le côté interne des tubes entourant le trou de coulée, l'un au moins de ces éléments comportant un alésage central taraudé, et un boulon fileté (16) et au moins un écrou de serrage (17,19A) l'un contre l'autre des éléments externe et interne