Brevet FR2724714A1 — publié le 19960322

I La présente invention concerne une brique réfractaire parallélépipédique pour un conduit de chauffage d'un four annulaire ouvert à chambres, avec deux faces de pose s'étendant horizontalement, deux faces de pose s'étendant verticalement et deux faces frontales. Les fours annulaires à chambres, également appelés fours annulaires sectionnés ou fours pits annulaires à cassettes, font partie de l'état de la technique en mode de construction ouvert ou fermé. Les deux types de fours fonctionnent selon le principe du four annulaire, des zones de préchauffage, de cuisson et de refroidissement étant configurées à l'intérieur du foyer annulaire. Un four annulaire à chambres de mode de construction fermé est par exemple décrit dans les documents WO 92/22780 et EP O 328 371 B1. Un tel four sert notamment à la cuisson de pièces moulées contenant du carbone, par exemple d'électrodes de carbone ou de graphite. On utilise également de tels fours comme fours de cuisson d'anodes. La structure du four est constituée d'une pluralité de chambres, qui sont disposées les unes à la suite des autres et les unes à côté des autres de telle sorte qu'elles donnent, considérées dans leur ensemble, une forme approximativement annulaire. Chaque chambre est elle- même divisée en "cassettes", ce qui s'effectue en disposant des cloisons intermédiaires correspondantes. Les différentes chambres sont reliées les unes aux autres de telle sorte que les gaz de fumée peuvent être dirigés d'une chambre vers la suivante. Cela s'effectue habituellement par le fait que les cloisons des cassettes présentent des conduits de fumées traversants, à travers lesquels les gaz de fumée s'écoulent de bas en haut ou de haut en bas. Afin de permettre cet écoulement sinusoïdal ou en méandres des gaz, les différentes chambres sont fermées par des couvercles, un espace creux étant présent entre chaque couvercle de chambre et les extrémités supérieures des cloisons des cassettes, espace qui permet un écoulement des gaz tout comme l'espace creux prévu en dessous des fonds des cassettes. Pendant la réaction de pyrolyse, il se produit déjà dans la zone de préchauffage un dégagement de vapeurs contenant des agglomérants, ce qu'on appelle des "gaz de pyrolyse", qui s'accumulent en dessous du couvercle et sont évacués avec les gaz de fumée. Les fours annulaires à chambres de mode de construction ouvert se différencient des fours à chambres annulaires décrits ci-dessus par le fait qu'ils ne présentent pas de couvercles de chambres. La fonction d'étanchement (vers le haut) doit ici être prise en charge par la poudre de remplissage (poussier de coke par exemple) amassée au-dessus du produit à cuire. La perméabilité à l'air de ce revêtement dépend largement de la taille de grains et de la densité de tassement de la poudre de remplissage. o Le four lui-même est constitué de conduits de chauffage (également appelés cameaux de chauffage ou conduits de moufle), entre lesquels se trouvent les cassettes pourvues du produit à cuire et de la poudre de remplissage. Les gaz de fumée sont aspirés par les conduits de chauffage et réchauffent le produit à cuire des deux côtés. Au moyen d'éléments encastrés à l'intérieur des conduits de chauffage, on force un écoulement montant et descendant des gaz de fumée, afin d'obtenir une température uniforme. Les parois de ces conduits de chauffage sont réalisées en maçonnerie "poreuse", afin que les agglomérants dégagés puissent être dirigés dans les conduits de chauffage et y être évacués avec les gaz de fumée. Dans ce contexte, on sait par la pratique qu'on peut construire les parois du conduit de chauffage en briques parallélépipédiques, qui sont fondamentalement assemblées les unes aux autres par du mortier à la manière de briques de murs, à condition toutefois qu'un certain nombre, fonction du cas d'application respectif, de joints verticaux entre les briques voisines restent dépourvus de mortier, de sorte que les composants dégagés d'agglomérants peuvent être aspirés par les fentes correspondantes dans le conduit de chauffage, o règne une dépression. Cette structure des conduits de chauffage est désavantageuse de plusieurs points de vue: lors de réparations, les conduits de chauffage sont habituellement montés à l'extérieur, et installés dans les fours annulaires à chambres sous forme de parois complètes. Les joints ouverts de mortier précités engendrent inévitablement une instabilité de la paroi du conduit de chauffage, de sorte que la mise en place des parois est rendue plus difficile. Un autre inconvénient est que les zones de joints ouvertes précitées se modifient au cours du temps. Par suite de dilatations et contractions thermiques, les briques se déplacent les unes par rapport aux autres et ouvrent ou ferment les zones de jpints précitées. Si les fentes (zones de joints) sont agrandies, la conséquence en est que les gaz de pyrolyse aspirés brûlent déjà pour partie à l'intérieur des fentes, de sorte qu'il peut se produire des surchauffes locales et la formation de dépôts dans le joint. Il existe en outre un risque que des fentes agrandies soient obstruées par de la poudre de remplissage. Elles perdent alors leur fonction, ou bien il faut prévoir des dépenses de nettoyage accrues entre les cycles de cuisson. Dans ce contexte, on sait par la pratique qu'on peut maintenir constantes les zones de joints ouvertes précitées en installant des briques qui sont fixées en position les unes par rapport aux autres par des assemblages à rainure et languette. Mais ici aussi, du fait des sollicitations thermiques pour partie élevées, il est pratiquement impossible d'obtenir une stabilité dimensionnelle. La présente invention a donc pour but d'indiquer une possibilité de donner aux parois de conduits de chauffage pour un four annulaire ouvert à chambres une configuration de construction qui permette de fournir dans la région des parois des passages qui restent définis même sur un grand nombre de cycles de cuisson, passages par lesquels les gaz de pyrolyse peuvent être aspirés dans le conduit de chauffage. L'invention propose à cet effet une brique réfractaire parallélépipédique du type mentionné en introduction sous deux formes de réalisation alternatives. Selon une première forme de réalisation, la brique possède au moins un renfoncement du genre moulure dans la région d'au moins une face de pose, le renfoncement s'étendant d'une face frontale à la face frontale opposée. Avec cette forme de réalisation, les briques individuelles peuvent être assemblées les unes aux autres par du mortier tant sur leurs faces de pose verticales que sur leurs faces de pose horizontales. De même, grâce aux renfoncements précités, on obtient pour la paroi définitivement montée (maçonnée) que des canaux ouverts, traversants dans la région des faces de pose, restent présents entre les faces frontales, canaux par lesquels les gaz de pyrolyse peuvent être aspirés de la chambre de cuisson dans le conduit de chauffage. La structure d'une paroi de conduit de chauffage constituée des briques précitées est donc beaucoup plus stable que selon l'état de la technique, puisqu'on ne liisse pas des zones de joints ouvertes, mais qu'on fournit au contraire un renfoncement défini, du genre canal, dans la région de bord des briques, renfoncement qui conserve une superficie de section définie indépendamment d'influences thermiques pendant les cycles de cuisson. C'est également vrai d'une manière analogue pour la seconde forme de réalisation, alternative, selon laquelle la brique présente au moins une ouverture du genre canal, qui s'étend d'une face frontale à la face frontale opposée. Dans ce cas, la voie pour les gaz de pyrolyse n'est donc pas formée dans la région de bord des faces de pose, mais par une ouverture au milieu de la brique, qui peut au reste être assemblée par du mortier sur toute la surface de ses quatre faces de pose. On constate immédiatement que tant les renfoncements du genre moulures dans la région des faces de pose que les ouvertures précitées entre les faces frontales peuvent être adaptées, en ce qui conceme leur superficie de section, au domaine d'application respectif. La superficie de section est alors choisie de façon que les gaz de pyrolyse puissent s'écouler de façon fiable de la chambre de cuisson dans le conduit de chauffage. Dans le même temps, la section est limitée de façon à exclure le plus possible une combustion des gaz de pyrolyse dans la région des renfoncements/ouvertures. La forme de section des renfoncements/ouvertures n'est soumise à aucune restriction. Pour des raisons techniques de fabrication, l'aire de section sera par exemple rectangulaire. On peut également choisir une section semi-circulaire pour les renfoncements sur les bords, tandis qu'une section circulaire est avantageuse pour les ouvertures centrales. Pour des raisons qui seront détaillées plus loin, une forme de réalisation de l'invention prévoit de configurer les renfoncements dans la région des faces de pose verticales, donc dans la région des faces de pose qui, selon I'état de la technique, étaient disposées sans mortier à distance les unes des autres. Avec cette forme de réalisation, si l'on n'applique par exemple pas de mortier entre les faces de pose verticales de briques voisines, c'est-à-dire si l'on monte les briques "en contact", on obtient immédiatement, avec des briques voisines de même forme de construction, que les renfoncements respectifs se complètent en un renfoncement de superficie de section doublée. Cette forme.de réalisation présente l'avantage supplémentaire que les renfoncements peuvent être configurés en inclinaison par rapport aux faces de pose horizontales. Cette forme de réalisation est indépendante du fait qu'on applique un joint de mortier dans la région des faces de pose verticales ou qu'on monte les briques "en contact". Les renfoncements s'étendent alors de préférence de telle sorte qu'ils présentent une pente ascendante, à l'état monté, de la face frontale tournée vers la chambre de cuisson à la face frontale tournée vers le conduit de chauffage. On empêche ainsi que la poudre de remplissage présente dans la chambre de cuisson puisse obstruer les renfoncements. Dans le même temps, on obtient l'avantage qu'à la fin du processus de cuisson, la poudre de remplissage qui aurait pénétré dans les renfoncements en retombe d'elle-même du fait de la position inclinée. Une configuration inclinée correspondante s'offre également pour une brique qui présente des ouvertures centrales entre les faces frontales. Il est bien évidemment possible de combiner les briques précitées avec des briques classiques dans une paroi de conduit de chauffage, d'autant qu'il n'est généralement pas nécessaire de former à chaque fois entre des briques voisines une région de passage pour les gaz de pyrolyse. Enfin, afin de faciliter l'alignement exact des briques lors du montage, I'invention propose également de doter les faces de pose horizontales ettou verticales de la brique d'un profil à rainure/languette s'étendant parallèlement à la surface de la paroi, comme on l'expliquera plus en détail à l'aide de l'exemple de réalisation qui suit. L'exposé qui suit explique plus en détail l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation. L'unique figure du dessin annexé représente, dans une vue en perspective, une brique réfractaire parallélépipédique selon l'invention pour un conduit de chauffage d'un four annulaire ouvert à chambres. La brique, qui est globalement désignée 10, possède deux faces de pose s'étendant horizontalement 12a, 12b, deux faces de pose s'étendant verticalement 14a, 14b, et deux faces frontales 16a, 16b. Dans l'exemple de réalisation représenté, la face de pose 12b constitue la face de pose inférieure et la face de pose 14b la face de pose de gauche, tandis que la face avant 16a est ensuite (à la suite de la réalisation d'une paroi complète de conduit de chauffage) associée à une chambre de cuisson d'un four annulaie à chambres, et que la face de pose arrière 16b délimite la paroi d'un conduit de chauffage correspondant. La figure montre qu'un renfoncement 18 du genre rainure, s'étendant en direction longitudinale, est disposé dans la région de la face de pose inférieure 12b, tandis qu'un bossage correspondant 20, du genre languette, est configuré sur la face de pose supérieure 12a, ce qui doit faciliter, lors du montage d'une paroi de conduit de chauffage, la pose (alignement) des briques 10 les unes par rapport aux autres. Selon l'invention, la brique représentée se caractérise par deux renfoncements du genre moulures 22a 22b dans la région des faces de pose verticales 14a, 14b, renfoncements qui s'étendent à la manière de canaux entre la face frontale avant 16a et la face frontale arrière 16b. Les renfoncements 22a, 22b sont de configuration identique et présentent chacun une section rectangulaire. La figure montre que l'allure des renfoncements 22a, 22b est réalisée à pente ascendante de la face frontale 16a à la face frontale 16b. Des briques 10 du type représenté sont d'abord assemblées les unes aux autres par du mortier de la manière classique pour monter une paroi de conduit de chauffage, donc ici dans la région des faces de pose supérieure et inférieure 12a 12b ainsi que des faces de pose latérales 14a, 14b, sauf bien sûr dans la région des renfoncements 22a, 22b. Il s'ensuit que des canaux de passage 22a, 22b sont formés entre les faces frontales 16a, 16b dans la paroi définitivement montée, canaux par lesquels les gaz de pyrolyse, qui sont notamment libérés dans la région de la zone de préchauffage, sont aspirés de la chambre de cuisson dans le conduit de chauffage, et peuvent y être brûlés ou encore évacués. L'avantage particulier de la disposition inclinée des renfoncements 22a, 22b réside en ce qu'on peut empêcher de manière fiable que de la poudre de remplissage, qui se trouve dans les chambres de cuisson, obstrue les renfoncements 22a, 22b. C'est pourquoi l'angle d'inclinaison alpha des renfoncements 22a, 22b devrait de préférence être supérieur à l'angle de talus correspondant de la poudre de remplissage. Dans la mesure o de la poudre de remplissage pénétrerait quand même (en partie) dans les renfoncements 22a, 22b, cette poudre, du fait de la disposition inclinée, ressortira automatiquement des renfoncements 22a, 22b, en glissant, dès que la poudre de remplissage sera enlevée des chambres de cuisson. La figure représente également schématiquement la forme alternative de réalisation d'une brique selon l'invention, qui se caractérise par le fait qu'une ouverture de passage centrale 24 est présente entre les faces frontales 16a, 16b. Les deux formes de réalisation peuvent être mises en oeuvre alternativement ou cumulativement. La fonction de l'ouverture 24 correspond à celle des renfoncements 22a, 22b. L'ouverture 24 est elle aussi, de préférence, disposée en inclinaison de la même manière que les renfoncements 22a, 22b. REVENDICATIONS 1.- Brique réfractaire parallélépipédique pour un conduit de chauffage d'un four annulaire ouvert à chambres, avec deux faces de pose s'étendant horizontalement (12a, 12b), deux faces de pose s'étendant verticalement (14a, 14b) et deux faces frontales (16a, 16b), caractérisée par au moins un renfoncement du genre moulure (22a, 22b) dans la région d'au moins une face de pose (14a, 14b), le renfoncement (22a, 22b) s'étendant d'une face frontale (16a) à la face frontale opposée (16b). 2.- Brique réfractaire parallélépipédique pour un conduit de chauffage d'un four annulaire ouvert à chambres, avec deux faces de pose s'étendant horizontalement (12a, 12b), deux faces de pose s'étendant verticalement (14a, 14b) et deux faces frontales (16a, 16b), caractérisée par au moins une ouverture du genre canal (24), qui s'étend d'une face frontale (16a) à la face frontale opposée (16b). 3.- Brique réfractaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le ou les renfoncements (22a, 22b) ou la ou les ouvertures présentent une section rectangulaire. 4.- Brique réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou les renfoncements présentent une section semi-circulaire. 5.- Brique réfractaire selon la revendication 2, caractérisée en ce que la ou les ouvertures (24) présentent une section circulaire. 6.- Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 4, caractérisée en ce que le ou les renfoncements (22a, 22b) sont configurés dans la région des faces de pose verticales (14a, 14b). 7.- Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le ou les renfoncements (22a, 22b) et/ou la ou les ouvertures (24) s'étendent en inclinaison par rapport aux faces de pose horizontales (12a, 12b). 8.- Brique réfractaire selon la revendication 7, caractérisée en ce que le ou les renfoncements (22a, 22b) et/ou la ou les ouvertures (24) s'étendent avec une pente ascendante, par rapport à la face de pose horizontale (12b) inférieure à l'état monté de la brique (10), entre la face frontale (16a) tournée vers le produit à cuire et la face frontale (16b) tournée vers le conduit de chauffage. 9.- Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisée en ce qu'une (12b) des faces de pose s'étendant horizontalement présentesun renfoncement du genre rainure (18) sétendant dans la direction longitudinale de la brique (10), et l'autre face de pose s'étendant horizontalement (12a) présente un bossage du genre languette correspondant (20), s'étendant dans la direction longitudinale de la brique (10).