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" Perfectionnements aux briques réfractaires pour fours Il.
La présente invention concerne des briques susceptibles d'être utilisées dans des toits suspendus de fours et pour d'au- tres parois de four supportées mécaniquement.
L'emploi de toits suspendus et d'autres parties de four à haute température supportées mécaniquement, est largement ré- pandu. Il y a de nombreux avantages bien connus à cette construc- tion. Divers moyens de suspension et de soutien ont été proposés, un procédé général consistant à utiliser des organes de suspen-
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sion métalliques qui permettent aux briques d'être suspendues à partir de parties appropriées.
Un but de l'invention est de fournir une brique réfrao- taire perfectionnée pour l'emploi dans des toits suspendus et des constructions de four analogues supportées mécaniquement, et qui comprend des moyens avantageux faisant partie intégran- te des briques pour supporter la brique dans les constructions du type mentionné.
Un autre but de l'invention est de fournir une brique perfectionnée ayant des moyens de support prévus dans celle-ci, placés à l'extrémité froide de la brique de manière à obtenir une distance efficace maximum entre ces moyens et l'extrémité chauffée de la brique.
Un autre but de l'invention est de munir une matière ré- fractaire moulée de moyens métalliques pour la prise par un organe de suspension, et de fournir une brique perfectionnée qui convient pour l'emploi dans un four sans cuisson au four à haute température.
Un autre but de l'invention est de fournir une brique perfectionnée qui possède,incorporée en elle-même pendant le moulage, des moyens pour mettre en prise des moyens de support ou un organe de suspension qui peut être placé en n'importe quel point choisi dans l'extrémité de la brique, et qui définit nettement la nature de la prise entre la brique et les moyens de support ou l'organe de suspension,
Un autre but de l'invention est de fournir une construc- tion perfectionnée par laquelle, pour obtenir un contact bien défini et exact entre une brique et un organe de suspension ou un support, on réduit ce contact à la surface d'une douille introduite ou insérée.
Un autre but est de fournir une construction perfection- née de toit de four et d'autres parois de four supportées mé- caniquement par l'emploi des briques réfractaires perfectionnées.
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suivant la présente/invention, une brique réfractaire moulée est préparée à partir d'une substance réfractaire, par moulage sous pression, et est pourvue d'une pièce insérée ayant une conformation appropriée pour la prise avec un organe de support ou de suspension dans un four, cette pièce insérée étant noyée dans la substance réfractaire pendant le moulage de la brique, et la substance réfractaire et la pièce insérée étant enfermées de tous côtés dans le moule à la fin du moulage.
De préférence, la pièce insérée est noyée dans la substan- ce réfractaire à une extrémité de la brique, et d'une manière telle que la formation appropriée pour la prise avec l'organe de support ou l'organe de suspension'soit sensiblement à fleur avec une extrémité de la brique. Cependant, si on le désire, la pièce insérée peut être noyée à une extrémité de la brique de façon que la formation mentionnée fasse saillie au delà de oet- te extrémité.
Dans chaque cas, un avantage important est réali- sé, ainsi qu'on le verra ci-après.'
Suivant la manière dont on les a généralement utilisées jusqu'à présent, les briques réfractaires suspendues pour des fours ont une forme et une disposition propres à être en prise avec des organes de suspension qui sont séparés de celles-ci, à une distance importante du bout extrême adjacent de la brique de façon que suffisamment de matière réfractaire soit en prise avec les organes de suspension pour donner la solidité convena- ble au support. Lorsqu'on agit ainsi, il y a un grand gaspil- lage de la matière réfractaire qui repose entre le point où l'organe de suspension vient en prise avec la brique et le bout adjacent extrême de la brique. Au cours du fonctionnement du four, la matière réfractaire s'use du côté de la face chaude de la brique.
Lorsque la brique devient plus courte, la tempé- rature de l'organe de suspension métallique s'élève, et, en un certain point, dépasse sa température de sécurité. On a alors l'habitude de remplacer la brique usée par une nouvelle brique.
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Ceci entraîne à la fois le coût de la brique et le coût de la main d'oeuvre de remplacement.
Dans le cas où la matière réfractaire comprend des sub- stances relativement peu coûteuses telles que de l'argile ré- fractaire, l'efficacité d'utilisation de la brique réfractaire n'est pas aussi importante. Plus récemment, toutefois, des sub- stances réfractaires comprenant du minerai de chrome et/ou de la magnésie, comme on l'a mentionné par exemple dans les des- criptions des brevets américains antérieurs du même inventeur, Nos 2 154 813 et 2 155 165, ont été utilisées dans des toits suspendus. Ces matières sont plus coûteuses et l'efficacité de leur utilisation est importante.
On a trouvé à présent qu'il est possible d'améliorer 1' efficacité d'utilisation de la matière réfractaire dans des toits suspendus et des parties de four semblables supportées mécaniquement, avec économie non seulement en briques mais éga- lement en main d'oeuvre de remplacement, et par la fourniture d'une pièce insérée à noyer à une extrémité de la brique dans les conditions et de la manière décrite. Comme on le constatera, la pièce insérée doit donc être placée plus près de l'extrémité froide de la brique que la partie de la brique qui devrait, d' une autre manière, être en prise avec l'organe de suspension dans la pratique généralement adoptée, en réalisant ainsi une épaisseur efficace maximum de matière réfractaire entre l'organe de suspension et l'extrémité chauffée de la brique.
La brique décrite peut être une brique non cuite contenant principalement de la. magnésie et comprenant une substance ré- fractaire appropriée pour l'emploi sans la cuisson dans un four à haute température. Ou bien, la brique non cuite peut compren- dre une substance réfractaire contenant principalement un mé- lange de gros grains de chromite et de fins grains de magnésie avec un liant. Ou bien encore, elle peut contenir principale- ment de la ohromite ou peut comprendre toute autre substance
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réfractaire appropriée pour l'emploi sans ouisson au four à une température élevée.
Dans des briques composées de ces matières, revendiquées plus loin, on peut employer une pièce insérée mé- tallique ayant la nature d'un dispositif à douille en forme d'U, ce qui est une forme avantageuse pour la prise par l'organe de suspension métallique. Ce dispositif à douille en forme d'U peut facilement être réalisé dans la matière réfractaire pendant le moulage de manière à être exempt de matière réfractaire à l'intérieur de l'U pour permettre la prise avec les organes de suspension.
L'invention comprend certaines méthodes revendiquées plus loin, appropriées pour la fabrication'des briques réfraotaires ayant des pièces insérées ou des dispositifs à douille de la nature décrite plus haut.
D'autres caractéristiques de l'invention se rapportent aux toits et autres parois de four supportées mécaniquement qui comprennent des briques conformes à ces perfectionnements et permettent ainsi à la surface intérieure des parois de présen- ter une surface lisse, auquel cas, en opérant suivant une autre pratique du métier, la surface serait inégale et susceptible de dommage par écaillement, comme on le décrira plus loin.
D'autres caractéristiques concernent un support perfectionné ou des combinaisons de briques dans les toits ou pour ceux-ci ou d'autres parois de four supportées mécaniquement.
On peut noter qu'on a proposé jusqu'à présent de fournir pour les toits suspendus des fours une unité de brique ayant l'élément de suspension en forme de tige ou de fil pourvu d'une boucle, d'un crochet ou d'un dispositif analogue au sommet, cet. élément étant fixé dans la brique par damage de la matière ré- fractaire autour de l'extrémité inférieure déformée de l'élé- ment pendant la fabrication de l'unité. Aucune revendication n'est toutefois faite ici concernant des unités de briques qui comportent cet élément de suspension, incorporé dans celles-ci
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de cette manière.
Pour permettre à l'invention d'être facilement comprise on se reportera à titre d'exemple aux dessins ci-annexés dans lesquels on a préféré comprendre seulement deux formes de la pièce insérée ou des formes choisies de dispositif de douille qui sont praticables et réalisables mais qui ont été choisies en raison de leur excellence dans l'illustration de l'invention.
Dans les dessins :
La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de piè- ce insérée ou de dispositif à douille.
La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une extrémité d'une brique contenant la pièce insérée ou le dispo- sitif à douille de la figure 1.
Les figures 3 et 4 sont des élévations en coupe latérale illustrant un moule qui peut être utilisé dans le moulage d'une brique de l'invention, les parties du moule étant représentées en position séparée à la figure 3.
La figure 4a est une élévation latérale partielle en cou- pe d'une autre forme de moule que celle représentée à la figure 4.
La figure 5 est une coupe transversale d'un autre moule, la vue correspondant à une coupe par la ligne V - V de la fi- gure 4.
Les figures 6 et 7 sont des vues partielles à angles droits l'une par rapport à l'autre montrant.la pièce insérée ou le dis- positif à douille des figures 1 et 2 en service.
La figure 7a est une vue partielle montrant les pièces insérées ou les dispositifs à douille des figures 1 et 2 dés- axées comme on l'a défini par la suite.
Les figures 8 et 8a sont des vues en perspective partiel- les montrant une seconde forme des pièces insérées.
La figure 9 est une coupe transversale à travers un organe de suspension appliqué à une brique suivant la manière antérieure.
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La représentation montre la brique en élévation de côté et on peut dire qu'elle est semblable à une coupe telle qu'elle est représentée par la ligne IX - IX de la figure 6.
La figure 10 représente partiellement en coupe un organe de suspension, tel qu'on l'a appliqué à une brique suivant la présente invention,' la représentation comprenant également une vue en plan d'en haut de la brique et montrant la pièce insérée ou la douille " désaxée ".
La figure 11 est une vue partielle en coupe d'un organe de suspension appliqué à une brique suivant la présente inven- tion, la douille oorrespondant à une élévation de côté de la figure 10.
La figure 12 illustre à titre d'exemple et en coupe trans- versale, une partie de l'arche du four dans un toit suspendu utilisant la présente invention.
La figure 13 est une coupe correspondante en position à celle de la figure 12 mais montrant une caractéristique sujette à critique des fours antérieurs, ce que le présent perfectionne- ment a pour but d'éviter.
Les figures 14 et 15 sont des coupes fragmentaires d'ar- ches de four comprenant des perfectionnements suivant la pré- sente invention.
Les figures 16 et 16a lorsqu'elles sont disposées côte à côte dessinent une demi-coupe longitudinale d'un four à sole ouverte comprenant les perfectionnements suivant la présente invention.
La figure 17 est une coupe transversale à la ligne cen- trale du four dans les figures 16 et 16a et,
La figure 18 est une coupe, approximativement par la ligne XVIII - XVIII de la figure 16.
La forme préférée de la pièce insérée venant en prise avec l'organe de suspension à noyer dans les briques de l'in- vention comprend un dispositif 8 à douille métallique en forme
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d'U, comme on l'a représenté à la figure 1. Le métal de ce dis- positif à douille peut être l'acier laminé, la fonte malléable, un alliage résistant à la chaleur ou une autre matière désirée.
Le dispositif à douille métallique est incorporé à une matière réfractaire 91, pendant le moulage de cette dernière sous pres- sion pour former la brique réfractaire 9, une partie de cette brique, montrant le dispositif de douille dans celle-ci, étant représentée à la figure 2. Par ce procédé qui peut pour la fa- cilité être appelé " co-moulage Il il est possible de noyer au moins une partie du dispositif à douille dans la matière réfrac- taire et de produire un point défini de support placé près de l'extrémité froide de la brique ou même à l'extérieur de celle- ci pour la prise avec un organe de suspension utilisé pour le support de toit suspendu ou d'autres parois de four.
Une seconde forme de pièce insérée marquée 81 ayant une partie en prise avec l'organe de suspension extérieurement à sa brique 9 est vue à la figure 8 et est en prise avec la matière réfractaire 91 par les pièces ou les ailes 10.
Au lieu d'être en forme d'U comme aux figures 1 et 2, ou en forme de comme à la figure 8, la pièce insérée ou le dis- positif à douille peut être d'une autre forme et des formes en T, V, L et I peuvent être mentionnées comme autres exemples.
La pièce insérée ou le dispositif à douille doitdans tous les cas avoir une forme propre à coopérer avec l'organe de suspen- sion ou le support utilisé pour la brique. Par l'emploi de la pièce insérée ou du dispositif à douille, il est possible de définir exactement la forme et la position de la surface à met- tre en prise avec un organe de suspension extérieur ( tel que 11 aux figures 6, 7 et 7a ) aussi que la position exacte dans la brique à laquelle la prise avec l'organe de suspension a lieu.
Les deux bras 12 du dispositif à douille en forme d'U de la figure 1 peuvent être pourvus d'ailes ou de pattes 13 et/ou
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de cavités 14, les parois de chacune desquelles, lorsque le co- moulage est effectué, venant en prise avec la matière réfrac- taire et maintenant le dispositif à douille fermement en place.
A la figure 2 la matière réfractaire 91 ne remplit pas entière- ment l'espace entre les bras du dispositif à douille en forme d'U. Un espace vide 15 est prévu. Dans cet espace 15 l'organe de suspension ou le support, désigné antérieurement par 11 peut être adapté, faisant contact avec la surface inférieure 16 de la courbure et les surfaces latérales intérieures' 17,18 de l'U.
A la fois le prolongement des pattes 13 latéralement vers l'extérieur dans le corps de la brique et la projection du corps de la brique dans les cavités 14 laissées par repliement vers l'extérieur servent à appliquer complètement et à maintenir le dispositif à' douille dans la brique. Une paire d'ailes ou de pattes et une paire de cavités se trouvent entre l'espace 15 et les extrémités relativement libres 19, 20 des bras, contrai- rement à l'extrémité du dispositif à douille où les bras sont unis par la bride transversale 21 en formant ainsi une partie de douille externe.
Les figures 6 et 7 représentent une méthode d'assemblage de briques sur les organes de suspension de manière à former un toit suspendu. Dans les deux figures, une barre ou une tige 22 de soutien classique est représentée. Des organes de suspen- sion 11 de métal approprié, résistant à la chaleur et en forme de T sont susp-endus par des crochets 23 à partir de la barre ou de la tige. Les organes de suspension en T sont interchan- geables mais tels qu'on les utilise, les crochets sont désaxés dans différentes directions. Ils'comprennent des saillies 24 et 25 en face l'une de l'autre à leurs extrémités inférieures.
Ces saillies ont une forme propre à s'adapter aux dispositifs à douille 8, passant à l'intérieur par les cavités moulées dans la brique et dans l'intérieur des dispositifs à douille, c'est- à-dire dans les espaces ouverts 15 ( cf. figure 2 ).
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Pour la facilité de l'assemblage les saillies de l'organe de suspension sont faites avec adaptation assez lâche, légère- ment conique, dans les dispositifs à douille 8.
Deux briques peuvent être pendues à chaque organe de sus- pension. Les organes de suspension peuvent être groupés en pai- res comme on l'a représenté, avec les crochets 23 venant en prise avec la barre de support 22 à gauche et à droite. De cet- te manière, une construction simple de toit peut être obtenue.
L'assemblage est facile et un petit nombre seulement de supports, par exemple 22, et d'organes de suspension est requis.
Non seulement d'autres formes de pièces insérées à organes de suspension ou de dispositifs à douille " pour le co-moulage " avec ces briques peuvent être utilisées mais d'autres types d' organes de support et diverses manières de disposition des or- ganes de suspension à partir des moyens de support rempliront cette fonction. Toute pièce insérée ou dispositif à douille peut s'étendre au delà de l'extrémité de la brique d'une maniè- re semblable à celle représentée à la figure 8. La pièce insé- rée ou le dispositif à douille 81 doit être en prise avec l'or- gane de suspension à l'ouverture 26 et en réalité la douille 8 peut être en prise par une ouverture 261 ( figures 1 et 2 ).
Les briques peuvent être suspendues isolément ou par pai- res ou groupes, et les organes de suspension peuvent être assem- blés sur les organes de support de la manière classique. Dans n'importe quelle forme, la pièce insérée ou le dispositif à douille est co-moulé avec la brique et est pourvu de préférence de moyens pour le caler fermement à la matière réfractaire, com- me par exemple les ailes ou les pattes 13 et/ou les cavités 14 comme on l'a représenté à la figure 1.
Une méthode de co-moulage du dispositif à douille et de la matière réfractaire, pour produire la brique représentée à la figure 2, est représentée aux figures 3 et 4. A la figure 3 une boîte de moule 27 de dimension appropriée est représentée.
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Ce moule est fermé à la partie inférieure par un plongeur 28.
Le sommet du moule peut être fermé par un plongeur de sommet 29. Un des plongeurs ou les deux sont actionnés par une presse hydraulique ou une presse mécanique appropriée. La presse doit être suffisante pour exercer une pression de formation sur la brique d'au moins 1500 livres par pouce carré ( 10,5 kg par cm2 ). Une pression de formation de 5000 livres par pouoe carré ( 351,5 kg par cm2) est plus désirable et une pression allant jusqu'à 10. 000 livres par pouce carré ( 703 kg par cm2) ou plus est préférée.
Le mélange réfractaire préparé, prêt pour la mise sous forme, est chargé dans l'ouverture dû moule. Le plongeur du som- met est pourvu d'une cheville 30 de dimensions appropriées pour former l'ouverture 31 ( figure 2) à travers le côté,de la bri-' que au sommet et également pour parvenir dans le dispositif à douille 8 pour supporter le dispositif à douille et maintenir le mélange de briques hors de la cavité 32. L'ouverture 31 donne un espace par lequel, après l'opération de pressage, la chevil- le 30 peut être retirée de la brique et par lequel l'accès la- téral peut être obtenu par le côté de la brique à l'extrémité, comme on l'a représenté à la figure 2.
Le dispositif à douille 8 est représenté, supporté sur la cheville 30. Il peut être maintenu en place sur le côté in- férieur du plongeur supérieur 29 et à n'importe quelle distance désirée sous celui-ci. Il y a un avantage marqué à avoir le point de support, élevé dans la brique ou même au-dessus de sa surface supérieure en ce sens que le métal est ainsi espacé au maximum de la ohaleur du four.
Vu que la brique est moulée sur son côté aux figures 3 et 4, la distance du dispositif à douille 8, sous le poinçon supé- rieur 29 de ces figures représente la distance du dispositif de douille, dans le placement, à partir du côté correspondant de la brique, du dispositif à douille en alignement avec l'axe
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principal a - b ( figures 7 et 7a ) de la brique ( cf. par ex- emple les figures 6, 7 et 8 ) de manière à fournir une ligne de support à travers le centre de gravité 33 ( figure 7 ) coinci- dant avec la ligne d'axe principal de la brique.
D'autre part si les pièces insérées ou les dispositifs à douille sont placés à des distances différentes des côtés de la brique de façon que le centre de support du dispositif à douille sur la partie 24 ou 25 d'organes de suspension repose à l'extérieur de l'axe principal de la brique ( ou comme on peut le dire pour la facilité, le dispositif à douille est dés- axé, c'est-à-dire par rapport à la position qu'il devrait avoir s'il était au centre de la partie supérieure de la brique ), comme aux figures 7a, 8a, 10 et 11, les briques si elles sont suspendues simplement seront inclinées d'un angle déterminé par la distance à laquelle le centre se trouve à l'extérieur de cet axe ( cf, figure 11 ).
L'angle est l'angle entre l' axe principal et la ligne de suspension c - d entre le point d'appui et le centre de gravité. Toutefois si ces briques sont suspendues en paire comme à la figure 7a, elles peuvent être pendues verticalement comme on le comprendra, la ligne de sus- pension étant alors espacée de, l'axe principal des briques et parallèle à celui-ci.
Le moule représenté à la figure 5 porte les mêmes chiffres de référence que ceux représentés aux figures 3 et 4 mais est destiné au moulage de briques de la nature représentée aux fi- gures 10 et 11 et dans lesquelles le dispositif à douille est désaxé comme on l'a indiqué. On comprendra que la figure 5 cor- respond à une coupe par la ligne V - V de la figure 4 bien que les figures 3 et 4 comme on le comprendra soient destinées à illustrer le moulage de briques rectangulaires.
Aux figures 3 et 4, le dispositif à douille 8 et la che- ville 30 s'adaptent de façon serrée telle qu'il y ait une légère friction entre eux. Ou bien le dispositif à douille peut être
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maintenu en position par des aimants placés dans le plongeur 29.
Pour le oo-moulage du dispositif à douille et de la ma- tière réfractaire, le plongeur du sommet est déplacé vers le bas sous pression vers la position représentée à la figure 4.
Le plongeur inférieur peut également être déplacé. De cette manière la douille est noyée dans la matière réfractaire et est maintenue solidement en position, la substance réfractaire et la douille étant enferméesde tous côtés dans le moule à l'achèvement du moulage comme cela apparaîtra aux dessins. Le plongeur de sommet 29 et la cheville 30 sont alors retirés lais- sant la brique formée avec la cavité 32 de l'organe de suspen- sion dans le moule. Le plongeur du fond 28 peut alors être dé- placé vers le haut pour décharger la brique du moule. Il est important que la cheville utilisée pour former la cavité soit conique ou conformée de manière à permettre son enlèvement de la brique formée sans dommage pour la matière réfractaire.
La brique peut avantageusement être faite en matière ré- fractaire qui convient pour l'emploi après séchage à tempéra- ture modérée sans cuisson au four. Ceoi ne signifie pas qu'une brique cuite ne convient pas mais plutôt qu'il y a avantage à permettre à la chaleur du four de cuire la brique progressive- ment tandis que les avantages de la brique non cuite sont main- tenus dans cette partie de la brique qui n'a pas encore été cuite.
La composition de la matière réfractaire peut varier largement et donne encore une brique qui convient pour l'em- ploi sans cuisson au four.
Une composition type de matière réfractaire chrome-magné- site, qui peut être utilisée est la suivante.
Minerai de chrome 6 X 28 mailles 60 %
Magnésite cuite à fond 50 mailles 40 %
Au mélange on a ajouté 2 % de kaolin séché à l'air et une solution d'acide sulfurique
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suffisante pour produire environ 4 % d'humidité et 1 % d'acide sulfurique dans le mélange préparé.
Un autre mélange recommandé est le suivant
Minerai de chrome en gros grains 6 X 28 mailles 60 %
Magnésie ( periclase ) fins grains à travers 65 mailles 40 % également avec une addition de 2 % en poids de kaolin séché à l'air et d'une solution d'acide sul- furique suffisante pour fournir environ 1 % d'acide sulfurique et 4 % d'humidité dans le mélange préparé.
D'autres compositions et types de matières réfractaires peuvent également être utilisés. Les mailles renseignées sont des mailles par pouce linéaire de tamis suivant les spécifica- tions standard Tyler.
Après moulage, les briques réfractaires sont séchées à environ 3000 F ( 149 C ) ou à une autre température convenable, de préférence dans des conditions d'humidité contrôlées. Après séchage, les briques sont prêtes à l'emploi sans cuisson au four à température élevée. Il est nécessaire d'éviter tout trai- tement au four à haute température, qui ramollirait les pièces insérées ou les dispositifs à douille noyés dans la brique ou oxyderait le métal suffisamment pour l'amener à souffrir d'une perte de solidité ou d'utilité.
La figure 4a représente un moule pour la fabrication de briques de la nature représentée aux figures 8 et 8a. Le moule est semblable à celui représenté aux figures 3 et 4 mais est utilisé sans la cheville 30, la boîte du moule 27 ayant une cavité 27a pour la réception de la partie supérieure de la piè- ce insérée 81. La pièce insérée peut être maintenue par sa par- tie supérieure frottant dans la cavité 27a, ou être fixée d'une autre manière'pendant le moulage. La cavité 27a doit être placée hors du contre, si la pièce insérée doit être désaxée dans la
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brique, comme on le comprendra.
Il est hautement désirable que la pièce insérée ou le dispositif à douille dans la brique, quelle que soit la forme que la brique peut avoir, soit introduit pendant le moulage de la brique et qu'il soit enfermé avec la matière réfractaire de tous c8tés dans le moule à l'achèvement des moulages de façon que la compression de la brique puisse presser la matière ré- fractaire étroitement contre la pièce insérée ou le dispositif à douille et autour de celui-ci et que les parois de matière réfractaire venant en prise avec la pièce insérée ou le dispo- sitif à douille puissent avoir des caractéristiques de surface dues à la pression considérable exercée dans le moulage de la brique.
Avec les pressions élevées les espaces qui d'une autre manière apparaissent entre les particules de briques sont éli- minés dans une large mesure par accumulation d'autres particu- les dans les espaces qui autrement resteraient, ce.qui donne non seulement une construction de briques plus denses mais don- ne la correspondance de la paroi de matière réfractaire près de la pièce insérée ou du dispositif à douille, beaucoup plus près que cela pouvait être obtenu d'une autre manière. On a pour cela non seulement une plus grande densité de la brique elle-même mais une plus grande densité moyenne de l'unité de brique considérée comme une construction combinée.
La méthode de fabrication de briques par compression du mélange de briques contre la pièce insérée ou le dispositif à douille sous une pression de 1500 livres ( 105,5 kg ) à 10.000 livres ( 703 kg ) ou plus, pression par pouce carré ( cm 2 ), joint intimement la matière réfractaire et la pièce insérée, laissant la brique en contact le plus intime avec la pièce in- sérée.
Les briques terminées sont recommandables pour l'emploi dans des toits suspendus de fours métallurgiques et autres, tels
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que les fours de fusion et de raffinage de cuivre, les fours de fusion d'acier à sole ouverte, les fours de chauffage et autres équipements de four comprenant le cas où la capacité de basculement des briques en raison de la position de leurs piè- ces insérées de suspension ou de dispositif à douille par rap- port à leurs axes a une valeur particulière.
La figure 9 représente un support d'une brique réfractai- re par un organe de suspension suivant la méthode antérieure.
La partie telle que celle mentionnée précédemment par 24 ou 25 ( indiquée pour la facilité par 24 à la figure 9 ), de l'organe de suspension a été en prise jusqu'à présent dans une cavité d'un côté de la brique et la force s'étendait comme on l'a in- diqué par les flèches dirigées vers le haut, ce qui requièrt une quantité considérable de matière réfractaire au-dessus de la partie 24 pour donner le support requis pour la brique contre son poids, représenté par la flèche dirigée vers le bas au cen- tre de gravité 33.
Cette quantité de matière réfractaire peut, dans certains cas aller jusqu'à 15 % de la brique totale et, comparativement à la présente invention dans laquelle les piè- ces insérées ou les dispositifs à douille tels que 8, 81 sont utilisés, qui peuvent être pratiquement à la surface supérieure de la brique ou s'étendre au-dessus de celle-ci, représente un gaspillage de briques réduisant l'efficacité d'utilisation de la matière réfractaire. Par cette invention, ce gaspillage peut être évité avec les avantages déjà mentionnés.
La proximité du support, possible par la présente inven- tion par rapport à la surface supérieure de la brique est clai- rement indiquée par exemple aux figures 10 et 11 et également dans les figures antérieures.
Aux figures 10 et 11 sont également illustrées d'autres caractéristiques de cette forme de brique de l'invention qui est représentée à la figure 5 et comprend un dispositif à douil- le 8 co-moulé avec la brique de manière à être désaxé comme on
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l'a mentionné plus haut. L'organe de suspension indiqué par 11 est représenté en prise avec le dispositif à douille et lorsque les briques sont nouvelles, la ligne centrale de support c - d du dispositif à douille à partir de la partie de l'organe de suspension marqué 24 diffère de la ligne a - b de l'angle 0 .
Pour la construction d'une section de toit donnée, telle que la section dont la surface inférieure est représentée par le plan 34 de la figure 12, l'angle # égalera l'angle #1, que le plan 34 fait avec l'horizontale. #1 est également marqué à la figure 11.
Lorsque la brique s'use, le centre de gravité se déplace- ra vers le haut, le long de la longueur de la brique.
Lorsque la brique est érodée au point que son centre de gravité apparait par exemple au point 36, une ligne verticale par ce point est représentée par la ligne e - f. Il est dési- rable que les lignes c - d et e - f coupent le dispositif à douille 8 à l'intérieur des points 37 et 38 du support extéri- eur, à partir de ce dispositif à douille. S'il en est ainsi, l'angle # restera constant pendant la durée d'existence de la brique. Par conséquent il est désirable que le dispositif à douille soit suffisamment large et placé de telle façon dans la brique qu'il remplisse les conditions mentionnées plus haut.
La brique 12 représentée aux figures 10 et 11 a une sur- face supérieure à angle mais on comprendra que des considéra- tions semblables à celles décrites puissent s'appliquer lorsque cette surface est une surface plane comme cela peut être le cas ( cf. figure 7a ).
La construction de toits de four utilisant l'arche tassée habituelle requièrt que la hauteur du toit soit plus grande à la ligne centrale de l'arche qu'au côté. Cette différence de hauteur est connue comme l'élévation de l'arche. Lorsqu'on uti- lise un toit suspendu au lieu d'une arche tassée dans un four donné, il n'est pas nécessaire pour des raisons de construction
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de fournir une élévation dans le toit. Le toit suspendu peut être construit sans élévation du tout. Cependant dans les fours de fusion métallurgiques tels que les fours à sole ouverte et les fours à réverbère pour le cuivre, il est désirable de con- struire le toit suspendu avec une élévation.
Le toit avec une élévation donne un meilleur fonctionnement de four et simpli- fie la construction et la réparation des parois latérales du four.
A la figure 13 on a représenté le four à briques réfrac- taires classique ayant un toit 40 qui est le plus haut à la ligne centrale de l'arche. Les briques sont librement suspen- dues de manière à former une arche suspendue. Cette construc- tion forme un contour dentelé sur la surface interne du toit de l'arche.
Si l'arche est construite comme un arc de cercle pour se conformer à la forme d'une arche tassée, les briques aux côtés de l'arche, exposent une grande surface verticale 41. Lorsque le four est en fonctionnement, les briques tendent à s'écailler le long des plans perpendiculaires à cette surface verticale exposée. Vu que les briques, aux côtés du toit exposent des surfaces verticales plus grandes que celles au centre du toit, les côtés du toit tendent à s'user plus rapidement que la par- tie intermédiaire et le toit se perd d'une façon prématurée par amincissement le long des côtés.
Le four de la figure 12 comprend en général une sole 42, des parois latérales telles que 43 et un toit 40 comprenant un espace intérieur ou un volume indiqué par 45, semblable à celui du four connu, figure 13. Suivant la présente invention cepen- dant le toit 40 est fait de briques réfractaires perfectionnées qui peuvent être identiques pour la même inclinaison de la sur- face intérieure du toit, excepté que des briques spéciales doi- vent évidemment être requises, par exemple au voussoir de clef et aux extrémités de l'arche.
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Dans les fours existants, tels qu'à la figure 13, où les briques sont verticales, les axes principaux a - b des briques comme on l'a représenté à la figure 9 sont verticaux vu que le centre de gravité 33 des briques et les points de support se trouvent le long d'une ligne correspondant à l'axe principal de la brique.
A la figure 12, au lieu de briques fournissant la construc- tion dentelée qui est visible à la figure 13, on fait usage de briques munies de dispositifs à douilles 8 désaxés, comme on l'a mentionné plus haut de façon qu'une ligne c - d, comme on l'a montré à la figure 11, passant verticalement par le centre de gravité 33 de la brique, ne correspond pas et ne s'étend pas parallèlement à l'axe principal a - b de la brique. Il en ré- sulte, comme on l'a déjà indiqué, que la surface intérieure du toit peut être faite pour fournir un plan 34 qui fait un angle 0 avec l'horizontale. Evidemment l'angle #1 que le plan 34 fait avec l'horizontale variera suivant les conditions réunies dans le toit du four à construire. Par variation de l'angle, toute élévation désirable peut être obtenue.
La fourniture de briques de manière qu'un plan tel que '34 soit présenté à la surface intérieure du toit, ce qui amène les faces inférieures terminales des briques adjacentes à se trouver dans une surface intérieure commune ou unie, évite la formation dentelée du toit connu, indiqué à la figure 13, de façon que les extrémités inférieures des briques de toit suspendu soient protégées de l'exposition mentionnée plus haut. Un toit suspen- du peut également avoir une forme propre à fournir une plus grande hauteur à la ligne centrale du toit que sur les bords du toit et les briques constituantes sont suspendues librement de manière qu'elles amènent leurs axes principaux perpendiculai- rement à la surface intérieure du toit.
Dans la construction de toit de la figure 14, les briques sont représentées, supportées par paire aux organes de suspension
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46 de forme légèrement différente de celles des figures 6 et 7.
Ceux-ci ont des saillies 47 dirigées en sens opposé qui vien- nent en prise avec les dispositifs à douille 8 et ont des sur- faces inférieures plates pour venir en prise avec le fond des cavités de briques 32. Les organes de suspension sont suspendus aux barres 48 qui sont représentées suspendues à la structure supérieure 49 au moyen de crochets 50. Les organes de suspension sont groupés par paire ( droite et gauche ) en chaque point de support sur les barres 43, comme c'est le cas aux figures 6 et 7.
La figure 15 représente des organes de suspension 51 avec des saillies opposées 47 semblables à celles de la figure 14, mais ces organes de suspension sont utilisés isolément et ne sont pas groupés en paires, comme à la figure 14.
Aux figures 6 et 7 une paire d'organes de suspension seu- lement est comprise. Elle doit cependant être répétée pour les briques adjacentes d'après la manière indiquée aux figures 14 et15, comme on le comprendra.
En plus de leur emploi dans des toits suspendus, les bri- ques de l'invention peuvent également être utilisées dans la construction d'autres parois de four supportées mécaniquement, comme par exemple les parois terminales et les parois d'avant et d'arrière des fours à sole ouverte. Ces parois supportées mécaniquement comprenant des briques qui sont maintenues en pla- ce par des forces de tension appliquées aux briques individuel- les de la paroi, sont meilleures que les parois non supportées .habituelles, qui sont maintenues en place largement par des for- ces de compression créées par la force de la pesanteur ou l'ac- tion d'étrésillons, de tirants etc...
Ces parois supportées mé- caniquement donnent également une durée d'existence plus longue avec moins de déchet de briques, les dimensions du four sont maintenues avec une grande exactitude pendant la durée d'exis- tence du four et la destruction des parois du four par les ma-
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chines de chargement est matériellement abaissée. L'emploi d'une brique comprenant une pièce insérée co-moulée ou un dis- positif à douille comme moyen de support dans ces parois est simple et peu coûteux et la matière réfractaire présente est utilisée de manière efficace. L'illustration de ceci est four- nie à titre d'exemple aux figures 16 à 18.
La construction représentée aux figures 16 à 18 est celle d'un four à sole ouverte. On peut d'abord signaler, avec réfé- rence aux figures 16, 16a et 17, que le toit de la sole est d' une nature déjà décrite en ce sens que les extrémités inféri- eures des briques réfractaires 9 présentent une surface inté- rieure commune ou uniforme pour le toit avec des avantages sem- blables à ceux discutés plus haut. Le toit est en forme d'arche courbe tassée à sesxextrémités par des briques ou des voussoirs 53, l'un d'eux ou les deux étant soumis à l'action d'un ressort à pression constante, tel que 54. Les briques 9 de l'arche sont suspendues par des organes de suspension 11 en prise avec les dispositifs à douille 8 noyés au milieu des briques, au sommet, comme on l'a déjà décrit.
Les briques et les organes de suspen- sion sont disposés radialement par rapport au centre C à partir duquel l'arche est tracée. Les organes de suspension peuvent être semblables à ceux représentés aux figures 6 et 7 et utili- sés de la même manière en association avec les dispositifs à douille 8. Ils sont suspendus aux barres arquées 55 qui sont pourvues d'encoches sur leur côté supérieur pour loger l'extré- mité,adjacente des organes de suspension. Les barres sont por- tées à partir de la superstructure 56, par des tiges ou des or- ganes analogues 57. Seuls quelques organes de suspension 11 et quelques tiges 57 sont représentés évidemment, comme on le com- prendra.
Une construction de toit semblable peut également être utilisée aux extrémités et aux descentes 1 du four, comme on l'a représenté aux figures 16 et 18, les mêmes chiffres de ré- férence étant utilisés que pour le toit de la sole mais avec
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addition de la lettre indice a. La partie telle que 58 du toit des orifices peut également être en forme d'arche courbe, bien que comme on l'a représenté à la figure 16, les briques puis- sent devoir être disposées en gradins au-dessus des orifices à cause de l'inclinaison longitudinale de ce toit.
Si on se reporte à présent aux autres parois du four, supportées mécaniquement, on verra aux figures 16 à 18 que la plupart des parois des carneaux du four peuvent être construi- tes en briques faites suivant la présente invention. On notera par exemple les parois latérales marquées A des extrémités ou des descentes des figures 16 et 18. Une construction semblable peut également être adoptée pour les parois latérales de la sole, etc... Aux dessins les parois latérales de la descente ont des chiffres de référence semblables à ceux mentionnés plus haut, appliqués aux brigues 9 et aux organes de suspension 11 mais l'échelle est un peu trop petite pour montrer les dispo- sitifs à douille métallique qui coopèrent avec des organes de suspension.
Aux courbures dans les parois, les briques ont d' une manière appropriée une forme en coin comme on l'a représen- té. Pour les parties verticales des parois les organes de sus- pension 11 ne peuvent pas être appelés à strictement parler des organes de suspension mais ils ont une fonction semblable dans leur prise avec les dispositifs à douille des briques et l'expression " organe de suspension " est pour cela appliquée à ceux-ci dans des buts de facilité.
Dans les parois latérales, les organes de suspension sont suspendus d'une manière appro- priée ou supportés à partir d'organes sous forme de pièces cou- lées telles que 60, de formes variées, qui sont montées de ma- nière amovible sur la construction de poutrelles latérale du four, par exemple en les fabriquant avec des parties 61 desti- nées à venir en prise à la manière de crochets avec des organes correspondants, tels que 62 sur cette construction de poutrel- les. Toutes les pièces moulées 60 et les organes de suspension
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ne sont évidemment pas représentés aux dessins.
Les parois sont, d'une manière appropriée, en sections portées par des pièces coulées par l'intermédiaire des organes de suspension 11, avec l'aide, lorsque c'est nécessaire, de prolongements en forme de pieds 63 des pièces coulées, qui s'engagent en des- sous de la partie inférieure des sections, comme on le verra aux figures 17 et 18. L'arche de la figure 17 peut être placée plus haut que l'arche usuelle indiquée par la ligne en pointil- lé 100.
REVENDICATIONS.
1. ) Une brique réfractaire préparée à partir d'une sub- stance réfractaire par moulage sous pression, et pourvue d'une pièce insérée ayant une conformation convenant pour la prise avec un organe de support ou de suspension dans un four, cette pièce insérée étant noyée dans la substance réfractaire pendant le moulage de la brique, et la substance réfractaire et la piè- ce insérée étant enfermées de tous côtés dans le moule à l'a- chèvement du moulage.