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VOUTE POUR FOURS INDUSTRIELS, ET PARTICULIEREMENT POUR CARNEAUX DE GAZ
DES FOURS SIEMENS-MARTIN.
Les voûtes des fours industriels et spécialement les voûtes des carneaux de gaz dans les fours Siemens-Martin, étaient établies jusqu'à présent sous forme d'anneaux superposés en briques réfractaires, par exemple en briques de magnésite ou de magnésite au chrome. Lorsqu'on utilise des briques réfrac- taires de petites dimensions, comme on le fait dans le mode d'exécution par anneaux,la constance du volume des briques présente une importance considéra- ble; le moindre retrait des briques donne déjà lieu à une usure prématurée ou même à l'effondrement redouté de la voûte. L'usure prématurée de la voûte peut en outre être occasionnée par un grand nombre d'autres phénomènes et actions thermiques ainsi que physico-chimiques. L'usure prématurée est particulièrement sensible dans les voûtes des carneaux de gaz des fours Siemens-Martin.
On sait que ces voûtes sont exécutées sous forme d'assises annulaires superposées. Par suite des températures de pointe extrêmement élevées dans les carneaux de gaz, il se produit un retrait supplémentaire des briques de la voûte, ce qui provo- que une désagrégation ou séparation des assises annulaires et un tassement ou affaissement de la voûte. Les briques sont alors 'suspendues à la clef de la voûte, sont repoussées de haut en bas par le tassement et donnent lieu.à une surface rugueuse ou irrégulière indésirable qui est par la suite soumise for- tement à l'attaque des flammes et des poussières du four entraînées. La source redoutable des destructions qui en résulte donne lieu à une perte extraordinai- rement élevée de briques.
Une autre cause de l'usure prématurée des voûtes dans les carneaux de gaz des fours Siemens-Martin réside dans le fait que par suite de l'épaisseur totale de la maçonnerie il se produit dans le four inférieur des glissements de garnissages.Comme les anneaux ou assises annulaires de la voûte sont superposés librement, de faibles glissements du garnissage donnent déjà lieu à des tassements qui provoquent des compressions entre les briques et par conséquent des destructions prématurées des garnissages. Enfin il se produit encore des phénomènes destructeurs de nature spéciale dans la partie de la voûte du carneau des gaz qui se trouve au sommet de la conduite montante des gaz chauds. En cet endroit des parties entières, des assises annulaires se désa-
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grègent.
La cause de cette usure tout à fait anormale précisément en cet en- droit n'a pas été expliquée scientifiquement d'une manière complète, mais le fait est que la destruction de la voûte du carneau de gaz est très élevée précisément à l'endroit mentionné précédemment.
La présente invention permet d'augmenter la résistance des voûtes de fours industriels exécutées par exemple en briques réfractaires de qualité supérieurespécialement en briques de magnésite et en briques de magnésite chromée, et en particulier celle des voûtes des carneaux de gaz des fours Sie- mens-Martin. On atteint ce résultat en exécutant la voûte par des endentements au moins dans sa partie interne en forme d'arc ou d'anneau constituant de pré- férence une notable partie de l'épaisseur totale de la voûte.
L'exécution par endentements de la totalité de la voûte ou du moins de la plus grande partie interne de la voûte, exige l'emploi de briques de plus grande hauteur que dans le mode d'exécution par assises annulaires, et en général des briques de hau- teur double. L'augmentation de la conicité des briques qui en résulte a pour effet de rendre inoffensif le retrait des briques. Par suite de l'endentement dans la totalité de la voûte ou du moins dans sa plus grande partie située à l'intérieur, on empêche une destruction prématurée de la voûte; la séparation redoutée des anneaux et ses conséquences extrêmement graves ne peuvent pas se produire. L'effet utile rapporté à la résistance de la voûte s'accroît et la durée de la voûte est considérablement augmentée.
L'importance de l'endetement se règle d'après les conditions de chaque cas particulier. De préférence l'endentement est appliqué sur toute l' épaisseur de la voûte dans les parties les plus exposées, mais dans la ou les parties moins exposées il n'est par contre effectué que sur la partie interne de l'arc ou de l'anneau. Une pareille répartition des endetements peut être adoptée avantageusement, spécialement dans les voûtes des carneaux de gaz des fours Siemens-Martin, Un carneau de ce genre est constitué dans la partie ad- jacente à l'embouchure--de deux anneaux, dont celui qui se trouve à l'intérieur présente une épaisseur notablement plus grande et est exécuté par endentement, tandis que dans les autres parties de la voûte, notamment au-dessus du conduit de gaz montant, l'endentement est appliqué sur toute sa hauteur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple d'exécution de 1' invention une voûte pour un carneau de gaz d'un four Siemens-Martin. Fig.l mon-. tre le carneau pourvu de la voûte suivant l'invention, en coupe longitudinale, trois appareils de maçonnerie différents y étant représentéso Fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1 et Figo 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III ou suivant la ligne IIIa-IIIa de la fig.l.
1 désigne la partie du carneau de gaz inclinée,¯'vers le laboratoire du four,2 son embouchure située du côté du laboratoire et refroidie par des tubes de réfrigération et 4 le canal montant des gaz. La voûte de la galerie est formée, dans le cas de l'appareil A, de deux assises annulaires ou anneau 5, 6 dont l'anneau interne 5 présente une épaisseur notablement plus forte avec l'anneau externe 6. L'anneau interne 5 de plus grande épaisseur est exécu- té en endentements, c'est-à-dire que dans cette assise annulaire les briques de la voûte sont posées de telle manière qu'en coupe transversale elles s'enga- gent l'une dans l'autre, en formant ainsi un endentement (Fig.2). L'anneau ex- terne 6 se compose d'une série de briques placées l'une à côté de l'autre sous forme d'une assise annulaire.
En outre, les briques de voûte de l'anneau 5 sont déportées l'une par rapport à l'autre dans l'appareil de maçonnerie et sont dé- calées par rapport aux briques de voûte de l'anneau 6, comme cela ressort par- ticulièrement de la Figo 1. Dans la variante B, l'endentement des briques est assuré dans toute l'épaisseur de la voûte du carneau des gaz et en outre le décalage est effectué également dans l'appareil. La variante G montre aussi une voûte de carneau de gaz où l'endentement des briques est assuré sur toute son épaisseur et où le décalage des briques est effectué en outre dans l'appa- reil de maçonnerie.. L'endentement est ici plus prononcé que dans la variante B, car des briques de plus grande largeur s'engagent plus profondément l'une dans l'autre dans l'appareil.
Les variantes A, B, C peuvent être employées tant séparément qu'en
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combinaison appropriée. Leur emploi combiné trouve spécialement une applica- tion avantageuse là où la voûte comporte des tronçons qui sont soumis à des actions d'intensités différentes, par exemple lorsqu'il s'agit de voûtes de conduites-de gaz, où la variante A-est adoptée dans la partie antérieure du carneau et l'une des variantes B ou C dans la partie postérieure, spéciale- ment au-dessus du conduit de gaz vertical 4, donc à l'endroit de la voûte qui, comme il a déjà été dit, est soumis à des actions particulièrement in- tenses. Naturellement, les trois variantes A, B, C peuvent être établies, de préférence dans l'ordre représenté sur-la Fig. 1, dans la voûte d'un carneau de gaz.
On peut choisir à volonté la matière des joints. En général on procédera à la posé des briques de la voûte en employant des fourrures en tô- le lisse ou en tôle nervurée, en treillis métallique, en carton, etc. Le for- mat des briques sera choisi suivant les propriétés de la matière des briques, par exemple la magnésite et la magnésite chromée. Ainsi qu'on le voit sur les Figs. 1 à 3, l'exécution des voûtes par endentements n'exige pas des formats spéciaux; au contraire, on peut se tirer complètement d'affaire en employant moins de formats différents de briques. L'exécution de voûtes endentées n'oc- casionne par conséquent aucun frais supplémentaire et présente en outre l'avantage de réagir dans une large mesure contre les phénomènes de destruction mentionnés au début de cette description.
En outre par suie de l'endentement les briques sont assemblées en un bloc solide et ne peuvent donc se détacher ni séparément, ni par groupes, ce qui augmente notablement la durée des briques.
REVENDICATIONS.
1.-'Voûte en briques réfractaires, et notamment en briques de magné- site et de magnésite chromée pour fours industriels ou leurs parties, spécia- lement pour les conduites de gaz des fours Siemens-Martin, caractérisée en ce qu'elle est exécutée en endentements au moins dans sa partie intérieure en for- me d'arc ou d'anneau constituant de préférence une notable partie de l'épais- seur de la voûte.