Brevet FR2818366A1 — publié le 20020621

L'invention concerne un dispositif d'ancrage d'un type nouveau pour l'ancrage des revêtements réfractaires sur les parois des fours industriels, elle concerne également les fours équipés d'ancrages de ce type. Les ancrages actuels présentent des points de fragilité soit au niveau des ferrures de fixation soit au niveau des pièces ancrées dans le réfractaire, celle-ci réalisant généralement le maintien du réfractaire par simple adhérence contre des rainures ou des aspérités. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients, d'améliorer les conditions de montage des ancrages et de maintien du réfractaire tout en proposant des moyens plus résistants. Ce but est atteint par un dispositif d'ancrage pour l'ancrage des revêtements réfractaires sur la paroi d'un four industriel, lesdits revêtements réfractaires étant par exemple séparés de la paroi du four par un couche isolante caractérisé en ce qu'il est composé d'une tête d'ancrage et d'un ensemble de fixation, la tête d'ancrage présentant une forme générale tétraédrique, l'ensemble de fixation étant composé d'éléments de ferrures aptes à maintenir la tête d'ancrage à une distance prédéterminée de la paroi du four. Préférentiellement la tête d'ancrage de forme générale tétraédrique présente deux arêtes perpendiculaires et non sécantes qui sont tronquées. L'ensemble de fixation est préférentiellement composé de deux étriers, d'un écrou tirant, d'un écrou de suspension et d'une ferrure à souder dont le détail est décrit ci-après, et la largeur d'une arête tronquée est sensiblement identique à celle de l'écrou tirant. Préférentiellement la longueur des boulons de suspension est déterminée de façon à ce que les ferrures soient entièrement dans la couche isolante. L'invention concernant également un four industriel dont la face interne de la paroi en tôle est revêtue au moins d'une couche isolante et d'un revêtement réfractaire, caractérisé en ce que le revêtement réfractaire est ancré sur la paroi au moyen d'une pluralité de dispositifs d'ancrage. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après, faite en référence aux figures annexées suivantes : figure 1 : vue en coupe partielle, selon un plan perpendiculaire à la paroi du four, d'un revêtement réfractaire ancré à la paroi au moyen d'une pluralité de dispositif d'ancrage selon l'invention, figure 2 : vue composite, en demi coupe AA et en vue de dessus, de la partie du revêtement réfractaire représenté en figure 1, avec quatre dispositifs d'ancrage selon l'invention, figure 3 : vue en coupe selon CC de la figure 1, figures 4a, 4b, 4c, respectivement vue de face, vue latérale, vue de dessus de la pièce tétraédrique du dispositif d'ancrage selon l'invention, figures 5a à 9b : vues de détails de l'ensemble des ferrures associées à la pièce tétraédrique des figures 4a à 4c à savoir : figures 5a1 5b : vue de dessus et vue latérale d'un étrier, figures 6a, 6b, 6c : vue de détail d'un écrou tirant, figure 7 : vue d'un boulon de suspension, figure 8 : vue d'un axe étrier, figures 9a, 9b, 9c, vues de détail d'une ferrure à souder, . figure 10 : vue en perspective d'un tétraèdre permettant des définitions de certains termes employés. Un dispositif d'ancrage (1) selon l'invention se compose d'une tête d'ancrage (2) et d'un ensemble de fixation (3). La tête d'ancrage (2) est en matériau céramique et présente une forme générale tétraédrique avec de préférence deux arêtes perpendiculaires et non sécantes (4a, 4b) qui sont tronquées (pour les raisons expliquées plus loin). L'ensemble de fixation (3) comporte, comme le montrent les vues de détail des figures 5a à 9b les éléments de ferrure suivants : deux étriers (5) solidarisés chacun par un axe d'étrier (6) à un écrou tirant (7), un écrou tirant (7) carré comportant dans son plan de symétrie longitudinal deux perçages (8) pour recevoir les deux axes d'étrier (6), un boulon de suspension vissable (9) dans un filetage central (10) de l'écrou tirant, perpendiculairement audit écrou tirant, et terminé par un ensemble écrou et un contre-écrou (11,12) pour blocage sur une ferrure à souder (13), une ferrure à souder (13), soudable par ses bords relevés en U (13a) à la paroi en tôle du four, et comportant une fente (14) permettant l'introduction du boulon de suspension (9) puis son blocage par serrage de la ferrure à souder (13), entre l'écrou et le contre écrou. Au moment de l'assemblage des éléments de ferrure entre eux, et de la mise en place de l'ensemble de fixation (3) sur la tête d'ancrage (2), l'écrou tirant (7) est appliqué indifféremment sur l'une ou l'autre des arêtes tronquées (4a ou 4b) (4a sur les figures), et les deux étriers (5) sont agrafés chacun sur une des deux pointes du tétraèdre situées aux extrémités de l'arête tronquée sur laquelle est appliqué l'écrou tirant (7). Ainsi, la forme en triangle tronqué de chaque étrier est conçue pour que les trois branches successives (5a, 5b, 5c) de l'étrier s'appliquent contre les trois faces successives (2a, 2b, 2c) d'une pointe tronquée de la tête tétraédrique sur laquelle il s'agrafe. Par arête tronquée (4a ou 4b) on désigne dans toute la description et les revendications la surface rectangulaire obtenue par section du tétraèdre par un plan (P) parallèle à deux de ses arêtes non sécantes A, B (voir figure 10) et à une distance (d) prédéterminée d'une de ces deux arêtes La distance (d) est choisie de façon à ce que la largeur d'une arête tronquée soit sensiblement identique à celle de l'écrou tirant (7). Par pointe tronquée on désigne chacune des pointes de la tête tétraédrique située en bout d'une arête tronquée. Préférentiellement, la tête d'ancrage est réalisée en matériau céramique. Selon des variantes de réalisation, le matériau céramique de la tête d'ancrage est un béton réfractaire, ou un réfractaire non façonné armé d'aiguilles métalliques du type SIF CA (marque déposée), ou il s'agit d'un matériau réfractaire creux, le volume creux du matériau céramique pouvant être rempli d'un matériau isolant. On décrit à présent le principe de montage d'une paroi de four en référence à la figure 1 qui est donnée à titre d'exemple non limitatif. Les ferrures de l'ensemble de fixations (3) (sauf la ferrure à souder) sont assemblées entre elles et les étriers agrafés sur la tête tétraédrique, soit en usine, soit sur site. L'installateur procède à la soudure des ferrures à souder (13) sur la tôle (17) aux emplacements prédéterminés, par exemple selon deux lignes en quinconce comme sur la figure, et à la fixation du boulon de suspension (9), ceci sur une première hauteur de tôle. La couche isolante (16) est mise en place et le matériau béton monolithe ou semi monolithe coulé dans un coffrage autour des têtes tétraédriques. Le coffrage est appliqué de préférence, mais non obligatoirement, contre l'arête tronquée des têtes tétraédriques selon l'épaisseur de couche béton désirée, dans ce cas la surface de la couche réfractaire (15) affleure les arêtes tronquées (4b) ne comportant pas les fixations. La longueur des boulons de suspension (9) est de préférence déterminée de façon à ce que les ferrures soient entièrement dans la couche isolante (16). Après décoffrage le réfractaire est maintenu par coincement entre les faces des têtes tétraédriques. A titre d'exemple non limitatif de réalisation on donne les indications suivantes de construction : largeur d'une arête tronquée : 40 mm hauteur d'une tête tétraédrique 156 mm hauteur entre ferrure à souder et arête tronquée ne comportant pas la fixation : 225 mm six dispositifs d'ancrage par m2. Un dispositif d'ancrage selon l'invention possède les caractéristiques suivantes : - symétrie totale de la tête d'ancrage totalement convexe, qui simplifie le montage et supprime les zones de fragilité, - présence des arêtes tronquées pour supprimer la fragilité au niveau des arêtes et pour permettre d'une part d'appliquer la fixation, d'autre part d'appliquer éventuellement le coffrage, disposition des ferrures totalement à l'extérieur de la couche réfractaire, tenue est assurée dans les deux sens selon une direction perpendiculaire à la tôle, c'est-à-dire dans le sens de la traction ou de la poussée. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage (1) pour l'ancrage des revêtements réfractaires (15) sur la paroi (17) d'un four industriel, lesdits revêtements réfractaires étant par exemple séparés de la paroi du four par un couche isolante (16) caractérisé en ce qu'il est composé d'une tête d'ancrage (2) et d'un ensemble de fixation (3), la tête d'ancrage (2) présentant une forme générale tétraédrique, l'ensemble de fixation (3) étant composé d'éléments de ferrures aptes à maintenir la tête d'ancrage (2) à une distance prédéterminée de la paroi du four. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tête d'ancrage (2) est réalisée en matériau céramique. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le matériau céramique est un béton réfractaire. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le matériau céramique est un béton réfractaire armé d'aiguilles métalliques. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le matériau céramique est un réfractaire non façonné armé d'aiguilles métalliques de type SIFCA (marque déposée). 6. Dispositif selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le matériau céramique est creux. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le volume creux du matériau céramique est rempli d'un matériau isolant. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête d'ancrage (2) de forme générale tétraédrique présente deux arêtes perpendiculaires et non sécantes (4a, 4b) qui sont tronquées. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de ferrures de l'ensemble de fixation (3) se composent de : - deux étriers (5) solidarisés chacun par un axe d'étrier (6) à un écrou tirant (7), - un écrou tirant (7) carré comportant dans son plan de symétrie longitudinal deux perçages (8) pour recevoir les deux axes d'étrier (6), un boulon de suspension vissable (9) dans un filetage central (10) de l'écrou tirant, perpendiculairement audit écrou tirant, et terminé par un ensemble écrou et un contre-écrou (11,12) pour blocage sur une ferrure à souder (13), - une ferrure à souder (13), soudable par ses bords relevés en U (13a) à la paroi en tôle du four, et comportant une fente (14) permettant l'introduction du boulon de suspension (9) puis son blocage par serrage de la ferrure à souder (13), entre l'écrou et le contre écrou. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que la largeur d'une arête tronquée est sensiblement identique à celle de l'écrou tirant. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la longueur des boulons de suspension est déterminée de façon à ce que les ferrures soient entièrement dans la couche isolante. 12. Four industriel dont la face interne de la paroi en tôle est revêtue au moins d'une couche isolante et d'un revêtement réfractaire, caractérisé en ce que le revêtement réfractaire est ancré sur la paroi au moyen d'une pluralité de dispositifs d'ancrage selon l'une au moins des revendications 1 à 11.