Brevet FR2706991A1 — publié le 19941230

Procédé de séchage d'un revêtement,- posé de façon à être monolithique, d'un récipient métallurgique pour produits en fusion, ainsi qu'utilisation d'un brûleur pour cette application L'invention concerne un procédé de séchage d'un revêtement posé, de façon à être monolithique, dans un récipient métallurgique pour produits en fusion, ainsi qu'utilisation d'un brûleur pour cette application. Il est connu lors d'un nouveau garnissage, ou d'une réparation de récipients métallurgiques pour produits en fusion, en particulier de poches de coulée, de garnir les parois verticales du récipient pour produits en fusion, partiellement également le fond, d'une masse céramique réfractaire monolithique (par exemple une masse posée par projection). Le revêtement monolithique ainsi posé présente, en règle générale, une humidité résiduelle allant de 3 à 5% en poids, et en partie également une humidité de valeur supérieure à celles-ci. Avant mise en service du récipient pour produits en fusion garni, il est nécessaire d'éliminer, aussi complètement que possible, l'humidité résiduelle de la masse. En utilisation, on connaît à cette fin, ce que l'on appelle des équipements de séchage, composés d'un systeme à brûleur dont les flammes sont orientées plus ou moins directement sur le revêtement. Le séchage opéré avec un tel appareil de séchage présente les inconvénients suivants - énergie nette introduite que localement (ponctuellement), de sorte que, d'une part, il peut se produire des surchauffes locales et que, d'autre part, on ne peut atteindre un séchage régulier. - il en résulte simultanément un temps de séchage relativement long, pouvant aller jusqu'à 100 heures. Les coûts d'énergie/séchage sont par conséquent élevés. - un tel appareil de séchage nécessite un coût d'investissement élevé. Par conséquent, se pose le problème d'indiquer une possibilité de séchage, à l'aide de laquelle des récipients métallurgiques pour produits en fusion, garnis d'un revêtement posé de façon à être monolithique, peuvent être séchés de façon plus efficace, plus régulière et plus économique, tout en éliminant, aussi complètement que possible, la teneur en eau introduite au moment où l'on a gâché le revêtement. L'invention a pour base la connaissance que ce but peut être atteint, de manière surprenante, par le fait qu'au lieu d'une irradiation directe à la flamme, respectivement au lieu d'un apport principal d'énergie par rayonnement, on peut effectuer un séchage indirect avec un transfert de chaleur élevé, par convection. L'invention a encore mis en évidence qu'un tel séchage peut être réalisé de façon très simple, en plaçant la flamme de brûleur, respectivement le brûleur globalement, dans une isolation entourant au moins en périphérie cette flamme de brûleur, de sorte que tout contact direct entrela flamme et le revêtement ou garnissage est exclu. Dans sa forme la plus générale, l'invention concerne un procédé de séchage d'un revêtement posé de façon à être monolithique dans un récipient métallurgique pour produits en fusion, par mise en oeuvre d'au moins un brûleur avec une flamme orientée vers l'intérieur du récipient pour produits en fusion, dans lequel une isolation destinée à empêcher une exposition directe du revêtement à la flamme est disposée entre la flamme et la paroi latérale du récipient pour produits en fusion. Dans la mesure où l'invention est expliquée ci-après plus en détail en se référant à une poche de coulée, cette poche de coulée représente évidemment tous les autres types de récipients métallurgiques pour produits en fusion. Dans le cas le plus simple, un brûleur est orienté vers le bas en direction de l'axe médian longitudinal -de la poche, ce brûleur étant équipé d'une isolation tubulaire qui entoure la flamme à distance. De cette manière, on empêche tout contact direct entre la flamme et le revêtement monolithique. Simultanément, on évacue les gaz de combustion dans la direction de la flamme (vers le bas selon la vitesse de la flamme, es gaz commençant à cet endroit à s'écouler dans la direction du fond de la poche, avant d'être déviés et de s'écouler vers le haut, sous l'effet de la convection, où, lors de leur cheminement entre l'isolation et le revêtement, ils extraient l'humidité contenue dans ce dernier et assurent son séchage. La vitesse d'écoulement des gaz de combustion dépend en premier, de la vitesse d'écoulement de la flamme et, ainsi, de la pression du brûleur Un avantage tout particulier de ce procédé réside dans le fait que le brûleur peut être réglé avec une vitesse de flamme et une température de combustion différentes, de manière qu'également, les gaz de combustion soient réglables quant à leur vitesse d'écoulement et à leur température Ce faisant, on peut régler un profil de séchage (dépendant du temps) et ainsi atteindre un séchage opérant avec ménagement tout en étant intense, effectué en des temps beaucoup plus courts que précédemment. En d'autres termes : la différence de température entre les gaz de fumées et le matériau à sécher peut être réglée et doit être alors aussi faible que possible, pour optimiser l'effet de séchage. Le résultat obtenu de cette manière, montre que la température des gaz de fumées peut être élevée, de la température ambiante à par exemple 700 ou 8000. Les essais ont montré que, ce faisant, le temps de séchage peut être raccourci de 15 à 30% des valeurs citées au début Un avantage particulier par rapport au procédé de séchage connu réside également dans le fait que le séchage s'effectue de manière beaucoup plus régulière et que l'on évite les surchauffes locales. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le brûleur, respectivement l'isolation doivent être disposés de telle façon qu'ils s'achèvent à distance du fond du récipient métallurgique pour produits en fusion, pour permettre un écoulement sûr par convection. Il est alors, en plus, avantageux de disposer audessous de l'isolation ouverte vers le bas (dans la direction de la flamme), mais cependant au-dessus du fond du récipient métallurgique pour produits en fusion, un élément de déviation configuré de telle façon qu'il dévie d'à peu près .1800, l'air de combustion sortant vers le bas hors de l'isolation et le guide vers le haut entre l'isolation et le revêtement. Ainsi, on peut régler à dessein la direction de l'écoulement des gaz de fumées, de manière que ces gaz de fumées puissent s'écouler en passant directement sur la surface du revêtement à sécher. L'élément de déviation peut également être un composant de l'isolation. Une forme de réalisation possible prévoit de fixer l'élément de déviation par l'intermédiaire de pattes correspondantes, à l'extrémité inférieure de l'isolation. Dans des cas d'application déterminés, une autre forme de réalisation prévoit d'utiliser une isolation munie de perforations, de sorte qu'unie partie des gaz de fumées peut sortir latéralement en passant par les perforations. Ceci mène à des tourbillonnements forcés avec les gaz de fumées en train de monter, qui sont sortis par 1' extrémité inférieure de l'isolation. De cette manière, le transfert de chaleur peut encore être amélioré, en veillant cependant au fait que l'isolation doit être placée à une distance suffisante du revêtement, de manière que les gaz de fumées sortant latéralement n'arrivent pas directement sur le revêtement. A l'inverse, l'isolation peut sans problème être également réalisée avec une isolation thermique, pour exclure toute transmission de chaleur latérale par rayonnement, dans la mesure où ceci est souhaité. Tant l'isolation qu'également l'élément de déviation peuvent être réalisés en des matériaux les plus différents. Du fait des températures de flamme relativement faibles, les aciers conviennent particulièrement; les pièces peuvent, par exemple, être également réalisées en un matériau céramique réfractaire. L'invention concerne de plus l'utilisation d'un brûleur avec une isolation disposée à distance autour de la flamme de brûleur, pour le séchage d'un revêtement posé, de façon à être monolithique, dans un récipient métallurgique de produits en fusion, comme décrit en détail ci-dessus. L isolation peut être fixée, de préférence -comme représenté - directement sur le carter de brûleur. Il est évident que la forme du brûleur, ainsi que le combustible utilisé peuvent être choisis à volonté. Ainsi, le brûleur peut fonctionner tant au fioul, qu'également au gaz ou avec des combustibles solides. Pour que les pertes calorifiques soient réduites autant que possible, il est avantageux de pourvoir la poche d'un couvercle, présentant un évidement pour laisser passer le brûleur et, pour le reste, confectionné de telle façon que les gaz de fumées peuvent s'échapper. Dans le cas le plus simple, ceci s'effectue par le fait que le couvercle est disposé à faible distance de la zone de bordure libre supérieure de la poche, de manière à ce que soit créé un interstice annulaire de pourtour, par lequel les gaz de fumées peuvent sortir. L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation. La figure unique représente de façon fortement sché- matisée, une coupe partielle dans une poche de coulée en acier, équipée d'un dispositif pour effectuer le séchage d'un revêtement céramique réfractaire monolithique, posé au préalable sur la paroi latérale de la poche. Sur la figure, le numéro de référence 10 caractérise l'enveloppe en acier extérieure d'une poche de coulée. Le fond est formé par une maçonnerie 12 réfractaire. La buse d'évacuation de la poche, ainsI que les dispositifs additionnels, tels que les briques à balayage de gaz, etc.. ne sont pas représentés par souci de clarté. La paroi latérale présente un revêtement permanent 14 maçonné, sur lequel a été appliquée une masse 16 réfractaire, monolithique. Cette masse a ici, une humidité résiduelle de 3% en poids. L'extrémité ouverte vers le haut de la poche est recouverte par un couvercle 18 disposé à distance de la zone de bordure libre supérieure de la poche et présentant une ouverture centrale 18a, à travers laquelle passe un tube 20 fixé de son côté, à un brûleur 22, réglable jusqu'à atteinte d'une température de gaz de fumées maximale de 9000C. - Le tube 20, par exemple en métal (tôle d'acier) forme une isolation pour une flamme de brûleur 24 - représentée schématiquement - du brûleur 22 orienté de manière correspondante vers le bas, en direction du fond de la poche Pour effectuer le séchage du revêtement monolithique 16, on met en fonctionnement le dispositif représenté sur la figure Les gaz de fumées produits lors de la combustion sont guidés dans la direction de la flèche A, vers le fond de la poche, où ils sortent à l'extrémité inférieure (en 20a), hors du tube 20, puis sont déviés latéralement sur une tôle de déviation 26, fixée par des pattes 28 au tube 20 et placée à faible distance au-dessus du fond de la poche. La direction d'écoulement des gaz de fumées sortant du tube 20 est représentée par les flèches B. On voit sans problème que les gaz de fumées s'écoulent ensuite le long de l'espace annulaire entre le tube 20 et le revêtement monolithique 16, vers le haut, en direction du couvercle 18, où ils sont guidés le long du revêtement monolithique 16 et sèchent ce dernier. Les gaz de fumées sortent enfin dans la direction de la flèche C par l'interstice annulaire créé entre la poche et le couvercle Le dispositif décrit, respectivement le procédé de séchage -ainsi mis en oeuvre, permet d'obtenir un séchage efficace régulier et complet du revêtement monolithique 16 sans surchauffe locale, avec une consommation d'énergie nettement diminuée par rapport à ce qu'il en est dans le cas des procédés connus. - REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage d'un revêtement, posé de façon à être monolithique, dans un récipient métallurgique pour produits en fusion, mettant en oeuvre au moins un brûleur (22) avec une flamme (24) orientée vers l'intérieur du récipient pour produits en fusion, caractérisé en ce qu'une isolation (20) destinée à empêcher une exposition directe du revêtement à la flamme est disposée entre la flamme (24) et la paroi latérale (16) du récipient pour produits en fusion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise un tube pour constituer l'isolation (20). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'isolation (20) est réalisée et disposée de telle façon qu'elle s'achève à une distance donnée du fond (12) du récipient métallurgique pour produits en fusion. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au-dessous de l'isolation (20) ouverte vers le bas (dans la direction de la flamme), est cependant disposé, au-dessus du fond du récipient métallurgique pour produits en fusion, un élément de déviation (26) configuré de telle façon qu'il dévie d1à peu près 1800, les gaz de combustion sortant vers le bas et les guide entre l'isolation (20) et le revêtement (16). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de déviation est réalisé sous forme de composant de l'isolation. 6. Procédé selon la revendication 1 à 5, caractérisé en ce qu'est utilisée une isolation munie de perforations; 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise une isolation (20) en métal (tôle d'acier). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le brûleur (22) est réglable jusqu'à atteinte d'une température de gaz de fumées maximale de 900 C. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, lors du processus de séchage, le récipient métallurgique pour produits en fusion est recouvert d'un couvercle (18), à travers lequel passe le brûleur (22) pénétrant dans le récipient métallurgique pour produits en fusion et qui est, pour le reste, disposé ou configuré de telle façon que les gaz de fumées entrant par la flamme (24) dans le récipient pour produits en fusion peuvent de nouveau s'échapper hors de ce dernier. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le couvercle (18) est disposé à faible distance par rapport à la zone de bordure libre supérieure du récipient métallurgique pour produits en fusion. 11. Utilisation d'un brûleur avec une isolation disposée à distance autour de la flamme de brûleur (24) en vue du séchage d'un revêtement (16), posé de façon à être monolithique, dans un-récipient métallurgique de produits en fusion.