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Ciel pour fours industriels.
Les ciels pour grands fours industriels ont la forme de voûtes ou de ciels suspendus. Dans les voûtes, ser- rées entre des culées, les briques sont soumises à de notables efforts de compression qui peuvent conduire à la dislocation de la structure et provoquer ainsi la séparation d'éclats de brique. En outre, les ciels en voûte présentent l'inoonvénient que leur réparation est longue et compliquée, vu que pour remplacer des briques endommagées par de nouvelles briques il faut monter un cintre tel que ceux employés lors de la cons- truction du ciel.
Dans les ciels suspendus, les briques suspendues séparément ou en groupes à un appareil porteur ne sont pas
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exposées à des efforts de compression latéraux et peuvent être remplacées sans l'aide d'un cintre. Toutefois, au point de vue de l'éoonomie thermique, les ciels suspendus ne sont pas aussi avantageux que des voûtes serrées entre culées.
En effet,tandis qu'avec les voûtes soutenues par des culées latérales on peut s'opposer aux pertes de chaleur dues à la bonne conductibilité thermique des briques hautement réfa- taires en appliquant sur la voûte une couche isolante exté- rieure, un isolement est inadmissible pour les ciels suspen- dus en raison du risque de destruction de la suspension en fer par oxydation. Il en résulte que les fours Siemens-Martin et les fours de fusion à métaux équipés de ciels suspendus donnent lieu à une perte notablement plus importante de cha- leur précieuse et exigent ainsi une plus grande dépense de chaleur que les fours à voûtes isolées.
L'invention a pour but de conformer les ciels de fours en voûte de telle manière que, même quand le ciel a une longue portée, les briques ne soient soumises qu'à des efforts de compression relativement faibles et qu'on puisse aussi les remplacer facilement. A cet effet, dans le ciel de fours confor- me à l'invention, des rangées de briques disposées à interval- les réguliers ont la forme de culées et servent de membrures de soutien pour des briques cunéiformes intercalées entre ces rangées de briques. De préférence, on donne aux sections du ciel constituées par les briques cunéiformes intercalées entre les membrures la forme de voûtes qui prennent appui sur les membrures, de sorte que le ciel se compose de membrures et de voûtes de faible portée.
Dans ces voûtes étroites, les efforts de compression exercés sur les briques sont notablement plus faibles que dans les voûtes de longue portée connues.
Les membrures de soutien peuvent soit être serrées entre des culées, comme les systèmes de briques des ciels en
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voûte connus, soit être suspendues à la manière des ciels sus- pendus. Toutefois, la suspension des membrures de soutien est préférable, car on simplifie ainsi la réparation du ciel et on empêche un affaissement ou un écroulement de la voûte en cas d'usure inégale de différentes briques.
Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, on constitue les membrures de soutien par des briques qui sont plus hautes que les briques cunéiformes des sections du ciel comprises entre les membrures et dont les extrémités font suffisamment saillie au-dessus des sections du ciel pour pouvoir servir de cultes à une deuxième assise de briques.
De cette façon il devient possible de réparer durant le service et sans remplacement de briques des avaries dues à l'usure des briques en superposant à l'assise de briques en- dommagées une assise de nouvelles briques. Dans le cas de ciels suspendus, l'emploi de briques plus hautes pour les membrures de soutien présente encore l'avantage qu'on peut relier l'appareil porteur aux extrémités des briques des membrures de manière que les éléments métalliques de l'appa- reil porteur se trouvent au-dessus d'une couche isolante ap- pliquée sur les sections du ciel comprises entre les membru- res. De la sorte les éléments de l'appareil porteur sont soustraits à l'influence de l'isolement et ne peuvent ainsi prendre des températures suffisamment élevées pour qu'il se produise une oxydation.
Les ciels à membrures suspendues, conformes à l'invention, peuvent être plans ou arqués. Dans le premier cas, les membrures sont constituées par des briques cunéifor- mes disposées en ligne droite et ayant des surfaces de joints parallèles et elles soutiennent des voûtes droites constituées par des briques à surfaces de joint cunéiformes. Dans les ciels arqués, tant les membrures de soutien arquées que les @
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sections du ciel comprises entre les membrures sont constituées par des briques dont les deux paires de parois latérales op- posées convergent en forme de coin et qui sont assemblées entre elles de manière que chaque brique constitue d'une part un élément d'un arc portant entre des murs latéraux opposés du four et d'autre part un élément d'une voûte droite soute- nue par les membrures.
Grâce à cette conformation spéciale, des efforts de compression empêchant la production de fentes aux joints s'exercent tant dans la direction longitudinale que dans la direction transversale du ciel. Pour des fours à garnissage basique ceci constitue un notable avantage, étant donné que l'expérience a montré que les briques basiques sont rapidement détruites quand il y a des fentes aux joints.
Les dessins annexés représentent deux exemples d'exécution de ciels conformes à l'invention.
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un ciel plan et
Fig. 2 en est une coupe transversale,
Fig. 3 est une coupe longitudinale d'un ciel arqué et
Fig. 4 en est une coupe transversale.
Fig. 5 montre un appui élastique pour les membrures de soutien et
Fig. 6 montre une partie de ciel réparée après que l'usure s'est produite.
Dans le ciel plan représenté sur les Figs. 1 et 2, les membrures de soutien horizontales sont constituées par des briques 1, la juxtaposées en ligne droite, fixées par pai- res à des fils métalliques 2 descendant d'une charpente non représentée sur le dessin. Les faces jointives de chaque paire de briques sont parallèles et les deux parois latérales convergent de bas en haut de manière que chaque paire de briques ait la forme d'un coin isocèle tronqué. Les paires
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de briques suspendues 1, la servent de culées à des briques cunéiformes 3 de voûtes droites qui constituent les sections du ciel comprises entre les membrures de soutien.
Les briques cunéiformes 3 sont avantageusement plus minces et notablement moins hautes que les briques 1, la servant de culées, si bien que les extrémités des culées, auxquelles est attaché l'appa- reil porteur, font saillie d'une distance correspondante au- dessus de la couche isolante 4 appliquée sur les voûtes droi- tes. De cette façon on assure que les éléments en fer de la suspension soient soustraits à l'effet isolant de la couche isolante 4 et ne puissent subir un échauffement provoquant l'oxydation.
Les briques 3, tout comme les paires de briques 1, la¯ servant de culées, sont soumises à une poussée laté- rale dépendant de la largeur des voûtins entre culées. Pour empêcher de manière sûre qu'il se produise des tensions dan- gereuses et afin de ne pas trop charger les briques suspendues, l'éoartement des membrures de soutien ne doit point dépasser 500 à 700 mm. Pour cet écartement des membrures, les forces de compression avec lesquelles les voûtins droits agissent sur les culées sont si faibles qu'on peut supporter par des moyens simples les deux membrures situées aux extrémités du ciel.
Le ciel voûté représenté sur les Figs. 3 et 4 com- porte des membrures de soutien arquées constituées par des paires de briques 5, 5a dont les faces convergent de haut en bas et dont les parois latérales convergent de bas en haut.
Les voûtins compris entre les membrures sont constitués par des briques 6 en forme de pyramide tronquée.
Pour supporter les membrures aux deux extrémités du ciel, on emploie des cordes d'asbeste 7 qu'on coince entre des sommiers suspendus 8 et des poutres 9 posées sur les
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murs latéraux (Fig. 5). Les cordes d'asbeste constituent une culée élastique qui se laisse comprimer facilement quand le ciel subit une dilatation thermique, ce qui évite des tensions exagérées.
On construit le ciel en employant un cintre de manière que tant le poids des briques des membrures que le poids des briques cunéiformes des sections du ciel comprises entre les membrures soit intégralement supporté par le cintre et que les fils métalliques 2 de l'appareil porteur pendent sans tension. Par suite, lorsqu'on retire le cintre, le ciel se tasse, de sorte que des forces agissant dans le sens d'une fermeture des joints se produisent tant dans la direc- tion longitudinale que dans la direction transversale du ciel.
Lorsqu'on emploie pour la construction du ciel des briques de magnésite ou de magnésite chromées, on introduit dans les joints des tôles de fer ou des treillis de fil métallique qui s'apla- tissent sous l'effet de la dilatation thermique des briques.
Quand durant le service du four on constate que l'usure des briques a notablement progressé dans certaines parties des sections du ciel comprises entre les membrures, on peut exécuter la réparation sans interrompre le service, comme le montre la Fig. 6, en appliquant sur l'assise de bri- ques endommagée une assise de nouvelles briques 6a à laquelle les extrémités saillantes des briques de la membrure servent de culées.
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