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Procédé de construction de revêtements et de brûleurs pour fours métallurgiques.
L'invention a pour objet un procédé de construction de revêtements et de brûleurs pour fours métallurgiques.
Elle s'applique en général aux garnissages des fours soumis à des températures élevées qui exigent l'emploi de matériaux très réfractaires. Elle s'applique en particulier aux revêtements et aux brûleurs de fours Martin basiques, dans lesquels elle permet d'utiliser des .naté- riaux à très haute résistance au feu.
Les revêtements et les brûleurs de fours Martin basiques se construisent généralement en briques de silice.
Les hautes températures réalisées dans ces fours, dont les flammes transportent des oxydes de fer et des.poussières de chaux, provoquent la fusion et la destruction des matériaux silicieux particulièrement des maçonneries qui sont situées aux deux extrémités du laboratoire et constituent
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les brûleurs de ces fours. On a ainsi été conduit à chercher a remplacer la silioe par des matériaux basiques ou neutres plus réfraotaires et plus résistants aux attaques physico- chimiques-..
L' emploi de ces matériaux n'a pas permis de réa- liser jusqu'ici des revêtements ou des brûleurs très ré- sistants par suite des propriétés des matières magnésiennes qui manquent de résistance physique à chaud, se gorgent par infiltration des matières entraînées par les courants gazeux, se fissurent sous l'action des variations de température et se soudent mal les unes aux autres, rendant fragiles les constructions ou elles sont utilisées. Elles possèdent en général l'inoonvénient de se charger de poussières transpor- tées par les flammes, ce qui réduit la section de passage des gaz ou crée des variations des seotions ou de profils entraînant des variation de direction des fluides, gaz et air, préjudiciables à la bonne marche des fours.
L'invention a pour objet un procédé de construc- tion des maçonneries et des brûleurs permettant d'eviter les inconvénients ci-dessus. Elle est caraoterisée essentiellement par l'emploi combiné pour une même maçonnerie, d'une part de matériaux réfractaires conservant und grande résistance physique sous l'action des hautes températures,ne se char-- geant pas de poussières métalliques et possédant une plasti- cité relative à chaud, par exemple des matériaux silicieux et d'autre part des matériaux plus réfractaires que les matériaux ci-dessus, mais ne possédant pas toutes les pro- priétés physiques ou physico-chimiques qui permettraient de
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les utiliser seuls pour la construction des maçonneries ou des brûleurs que l'on veut réaliser.
L'invention permet de réaliser les brûleurs des types les plus divers et les maçonneries du laboratoire.
Les matériaux réfractaires à haute résistance physique à chaud, tels que les briques de silice, sont utilisés dans l'invention pour réaliser l'intrados des carneaux des brûleurs et servir de support aux matériaux constituant la masse proprement dite des brûleurs, celle-ci etant constituée par des matériaux plus réfractaires que ceux de l'intrados, par exemple par des briques ou des bétons magnésiens ou neutres.
L'invention utilise accessoirement la différence de température de fusion des produits à très haute résistance au feu et des produits à haute résistance physique à chaud pour éviter les réactions des premiers sur les seconds.
On a représenté, à titre d'exemple, au dessin annexé, une forme de réalisation de l'invention appliquée à la construction d'un brûleur comportant un conduit à gaz et un conduit à air*
La figure 1 est une coupe axiale des conduits du brûleur suivant la ligne AA' de la figure 2; et la figure 2 est une coupe transversale faite suivant la ligne BB' de la figure 1 et montrant le brûleur de face*
Dans l'exemple représenté au dessin, la voûte 1 du conduit à gaz a est réalisée en briques de silice et a des dimension variables selon les dimensions du four,
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mais sa masse est relativement faible par rapport à la masse des maçonneries séparant le conduit à gaz a du con- duit à air b.Au-dessus de cette voûte 1 en silice, on dispose un joint de faible épaisseur (lcm.
par exemple) de fin béton 3 de matière neutre (par exemple chromite), sur lequel on établit la masse proprement dite 2 du brûleur qui sera constituée, suivant les matériaux que l'on veut utiliser, au moyen de briques ou de béton plus réfractaires que les briques de silice de la voûte 1. Les briques de la masse 2 seront reliées entre elles par un coulis ou un disposi- tif dont la fusion les soudera intimement, par exemple des plaques de tôle de faible épaisseur. Le béton sera agglo- méré, s'il est nécessaire, au moyen d'un produit contenant assez de fondants pour réaliser, sous l'action de la tem- pérature de marche, une masse compacte et résistante mé- cnaiquement. La partie supérieure de la masse 2 est re- couverte de chrômite. Le conduit d'air b a une voûte en si- lice 5.
On a indiqué en 6 le radier du conduit de gaz a.
L'épaisseur de la voûte de silice 1 peut être , réduite du côté du bec 7 de brûleur et renforcée au con- traire vers l'arrière du brûleur.
La faible hauteur relative des voûtes de support laisse peu d'influence sur la tenue des brûleurs à la fusion des briques dont elles sont constituées. Ces voûtes permettent d'utiliser pour la construction des brûleurs et de toute la maçonnerie latérale constituant les massifs des brûleurs, des matériaux plus réfractaires que la silice et moins sensibles aux attaques chimiques et mécaniques des
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poussières entraînées par les flammes,
Le dispositif prévu évite pratiquement les réaotions à haute température des produits megnésiens ou neutres sur les produits acide, lorsqu'on utilisera des produits acides pour la construction de l'intrados.
Par suit( de la haute résistance au feu des produits basiques qui se trouvent au-dessus de la voûte, la fusion est peu sensible et les réaction de ces produits très réfraotaires sur les produits sous-jacents sont réduites au minimum. Ces derniers s'usant en retrait des premiers les produits de la fusion des deux matières de la voûte et de la masse des brûleurs tombent sur le radier sans entrer en contact. Comme les voûtes sont peu épaisses, les produits de leur fusion sont peu abondants, l'attaque des radiers est peu considérable et beauooup moindre que celle que l'on observe lorsque toute la masse des brûleurs est constituée par de la silice.
De plus l'emploi des voûtes de silice assure un profil intérieur bien régulier au conduit à gaz a. La section croît légèrement au cours de l'empoi du brûleur. ans l'exemple représenté, par suite de l'attaqua des flammes sur le nez du brûleur 7, partie la plus exposée à la fusion, les briques de silice moins réfractaire fon- dront plus vite que la masse basique 2. Les briques de silice commenceront par disparaître sur une petite longeur laissant ainsi en saillant un nez de 5 à 10 cm. environ de produits magnésiens plus résistants. Ce saillant protégera, pendant toute la durée d'exploitation des brû- @
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leurs, les briques de silice en retrait.
Par suite du faible port-à-aux du saillant, les produits très réfraotaires surmontant l'intrados n'ont pas à résister à d'importants efforts mécaniques.
Du fait que les piédroits pourront être maçonnés en produits magnésiens et que la masse relativement faible des briques de silice qui fondront ne viendra pas attaquer outre mesure le radier, l'usure générale des brûleurs sera considérablement retardée, moins importante et plus uniforme qu'avec tous autres matériaux, gardant ainsi aux fluides gaz et air les directions primitives et assurant au cours de la oampagne du four des sections relativement peu différentes des sections réalisées lors de la construc- tion des maconneries d'ou résultent une marche du four relativement régulière depuis le début jusqu'à la fin de l'emploi des maçonneries de laboratoire et une amélioration de la tenue des grandes voûtes du laboratoire.
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