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PERFECTIONNEMENTS AUX: BRIQUES RENFORCEES POUR GARNISSAGES DE ¯FOURS
BASIQUES.
La présente invention a trait aux briques renforcées en magnésite? chrome., chrome-magnésite,, serpentine, dolomite "Forsteurit" et autres matiè- res de types similaires (qui ont généralement été calcinées à fonda bien que d'autres matières telles que la stéatite, brute ou calcinée, soient applica- bles) telles que les briques de garnissage des murs et voûtes de fours ba- siques du type Siemens-Martin ou d'autres types, et en particulier aux bri- ques qui sont renforcées par une matière de liaison telle que l'acier et le fer de manière à résister à l'éclatement et à assurer une alimentation con-' tinue en fondant à mesure que la face de travail du garnissage se consume.
Le brevet belge n 5020 488 du 11 avril 1951 décrit de façon gé- nérale une brique faite d'une matière minérale basique renforcée par une armature d'acier ajourée rigide, sous forme d'une plaque s'étendant dans la direction longitudinale de la brique, de l'extrémité avant ou de face vers l'arrière, et ce brevet donne comme exemples d'armatures de renforcement une plaque perforée., une plaque en acier déployé, et des treillis tissés, tordus ou soudés. Le renforcement est appliqué autour de la totalité ou d'une partie de la périphérie de la brique ainsi qu'intérieurement, de même que sous for- me de dispositions extérieures et intérieures combinées.
Le brevet décrit des armatures qui se terminent sur la face avant ou sont repliées sur cette facemais une.forme de réalisation comprend des armatures de renforcement qui s'étendent vers l'arrière à partir d'un point situé à quelque distance de la face avant et une armature partant de la face avant elle-même.
Conformément à la présente invention, une brique basique du type comprenant une matière réfractaire basique et une matière de renforcement ferreuse destinée à constituer un fondant sur la face de travail de la bri- que, comporte, à titre d'armature de renforcement unique, un tronçon d'une matière en métal ferreux formant fondantdisposé à l'intérieur de la bri- que et lié à la matière réfractaire, ce trongon partant d'un point voisin
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de la face avant et=s'étendant dans la direction longitudinale de la brique vers l'arrière.
Dans la position d'utilisation, la brique ne présente ini- tialement pas de fondant en un point directement attenant à la face avant, mais la chaleur du four pénètre la brique et amorce la fusion du renforce- ment et son absorption par la matière basique adjacente; et à mesure que la brique se consume à partir de la face, la matière de renforcement se pré- sente continuellement de manière à entretenir l'alimentation en fondanto
Une tôle ajourée rigide, telle que celle décrite dans le brevet susmentionné, peut être utilisée pour le renforcement, la matière minérale basique s'enclavant dans les ouvertures, ce qui.lui assure un support et une résistance convenable contre l'éclatement.
De même, on peut faire usage, à titre de renforcement, de tôles déployées sinueuses ou en zig-zag, fabri- quées par estampage à partir de tôles, de tronçons de bandes ou barres de mé- tal tordues, ou encore de bandes ou barres ayant été estampées de manière à présenter des saillies. On peut aussi se servir de barres lisses ordinaires, de section carrée, ronde ou autre, isolément ou associées et nécessaire, de manière à distribuer le fondant, ces barres pouvant être aplaties ou inden- tées par intervalles pour constituer les éléments d'ancrage. De même, on peut faire usage d'une hélice ouverte en fil métallique de section ronde ou autre, une telle hélice pouvant être plus ou moins aplatie avant d'être in- corporée à la brique.
Il peut être prévu plusieurs armatures de renforcement dans cha- que brique, surtout dans le cas de briques de grande section transversale, afin d'assurer le renforcement adéquat et une bonne distribution du fondanto
Bien qu'il ait été question d'armatures partant d'un point voisin de la face avant, lesdites armatures peuvent également se terminer en deçà de la face arrière,ainsi que cela est particulièrement désirable dans le cas de briques rectangulaires ordinaires qui doivent pouvoir être posées par l'une ou l'autre de leurs extrémités comme face avant. Il est préférable que la distance comprise entre l'extrémité du renforcement et l'extrémité de la brique soit au moins de 12 mm et au plus 38 mm
De même, il convient que l'étendue transversale de l'armature soit légèrement inférieure à la dimension de là brique dans cette direction.
Ainsi, dans le cas d'une armature de renforcement sous forme d'une plaque destinée à une brique de 114 mm x 76 mm, la largeur de l'armature serait de 76 mm environ pour qu'elle puisse être placée dans la dimension de 114 mm de la section.
Comme le renforcement est purement intérieur, la pose des briques dans des murs de four, ou leur suspension dans des voûtes de four, sont aus- si simples que dans le cas de briques ordinaires non renforcées, et l'appli- cation des briques renforcées évite la dépense importante qu'entraîne l'em- ploi de briques revêtues de chemises de tôle ou la tâche fastidieuse qui, se- lon une variante,consiste à interposer des pièces distinctes de tôle pleine ou de treillis entre les briques.
De plus, la quantité de fondant peut exac- tement être proportionnée à la quantité de matière réfractaire ; enoutre, en raison de sa liaison avec ladite matière, le fondant ne fond qu'au fur et à mesure qu'il est mis à nu, ce qui remédie à l'inconvénient (éprouvé dans le cas d'armatures sous forme de chemises ou plaques insérées entre les briques, spécialement dans le cas de voûtes) que le métal fond sur une profondeur con- sidérable et se perd en coulant entre les joints existant entre les briques.
La fabrication des briques renforcées intérieurement est simple et peu coûteuse. Ainsi, le prix de revient d'une brique agglomérée chimique- ment et pourvue d'une armature intérieure peut être du même ordre que celui d'une brique cuite de mêmes dimensions ne comportant pas de renforcement, le faible coût intrinsèque du renforcement étant compensé par la suppres- sion de l'opération de cuisson.
Le prix de revient est de beaucoup inférieur à celui d'une brique enveloppéeo
Comme le renforcement est disposé à l'intérieur de la brique sous une forme et dans une position qui assure une utilisation très efficace, la
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durée de service des garnissages de four est prolongée. Ainsi, alors qu'il est généralement nécessaire de reconstruire le mur arrière d'un four d'acié= rie après une campagne de quelques 16 semaines;
, on constate que les briques renforcées inérieurement réduisent l'usure à un degré tel que cette période peut être considérablement prolongéeo L'examen d'un mur arrière de 45 cm après une période de service de 16 semaines a montré que le degré d'usure maximum n'était que de 76 % cette usure n'étant d'ailleurs que locale ;
qu'aux endroits où une fissure s'était produite en raison d'un éclatement, la couche superficielle ne s'était pas détachée du corps principal de la maçonnerie, en raison de la présence du renforcement intérieure
On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des exemples représentés sur les dessins annexés;, dans lesquels.-
La figure 1 est une vue de face d'une brique renforcée par du mé- tal déployé, cette brique étant supposée partiellement arrachée et représen- tée en coupe par la ligne 1-1- de la figure 2.
La figure 2 est une coupe verticale par la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective de cette même briquep par- tiellement arrachée pour faire voir l'armature intérieure.
Les figures 4 5 6 et 7 sont des vues en perspective d'une bri- que semblable à celle des figures 1 à 3, mais représentant d'autres formes d'armatureso
Les figures 8 9 10 et 11 sont des coupes transversales de bri- ques rectangulaires pourvues d'autres types de renforcemento
La figure 12 est une vue en plan d'une assise de briques faisant partie d'un mur arrière, les briques étant du genre de celle représentée aux figures 1 à 3
Les figures 13 à 17 sont des ccoupes verticales de briques sembla- bles à celle de la figure 1 mais comportant d'autres types d'armatureso
La figure 18 est une coupe transversale d'une brique renforcée circulaire de blocage.
La figure 19 est une vue en plan partielle d'une voûte de four faite de briques renforcées rectangulaireso
La figure 20 est une coupe par la ligne 20-20 de figure 19
La brique rectangulaire 1 des figures 1 à 3 est faite d'un miné- ral basique renforcé par une armature rectangulaire d'acier déployé (indi- quée aux figures 1 et 3 par un arrachement partiel de'la brique), disposée au centre à l'intérieur de la brique 1 ses extrémités et côtés latéraux étant situés à une faible distance des faces avantg arrière et latérales de la brique;, respectivement.
Ces figures représentent une brique de 228 x 114 x 76 mmo pourvue d'une armature de 203 x 76 mm, dont la dimension de 76 mm est placée suivant la largeur de 114 mm de la brique, dont les extrémités sont à une distance de 12,5 mm des faces avant 3 et arrière 4 et dont les côtés sont à une distance de 19 mm des faces latérales 5 de la briqueo La position centrale de l'armature 2 de la brique 1 permet à cette brique d'être posée indifféremment avec sa face 3 ou sa face 4 à l'avant; toute- fois,, suivant une alternative, l'armature 2 peut être disposée dans la di- rection longitudinale de manière à se terminer sur une ou l'autre desdites faces de la brique, auquel cas c'est toujours l'autre face, où l'armature se termine en deçà de l'extrémité, qui constituerait la face avant de la brique.
Les losanges du treillis de métal déployé 2 ont chacune environ 76 mm de longueur et 38 mm de largeur. On peut utiliser plusieurs de ces pla- ques 2 dans des briques de plus grandes dimensions que celles spécifiées.
Les figures 4 à 7 représentent des briques semblables, de 228 x 114 x 76 mm, et illustrent des armatures ajourées rigides de types divers qui peuvent être utilisées de la manière indiquée,, à savoir un treillis en acier tissé 6 un treillis soudé 7 un treillis de fils métalliques tordus 8 et une plaque perforée 9 respectivement.
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La mesure dans laquelle l'armature est déployée ou perforée (c'est-à-dire le rapport de la surface d'acier à la surface totale de toute armature donnée) est déterminée par le type particulier de la matière miné- rale contenue dans le garnissage, et il est facile d'effectuer un réglage à cet égard dans les types d'armatures qui viennent d'être décrits par un choix convenable du degré de déploiement donné à l'armature en métal dé- ployé de la figure 1, du calibre ou dimension de maille du treillis métal- lique des figures 4 à 6 ou des dimensions des perforations de la plaque perforée représêntée à la figure 7 De même, on peut régler la teneur en acier du renforcement'pour une surface et un degré de perforation donnés, par le choix convenable de l'épaisseur de la plaque d'acier ou du diamètre du fil d'acier utilisé.
Comme exemple du renforcement d'une brique en chrome-magnésite de 228 x 114 x 76 mm on a obtenu de bons résultats avec une plaque en acier déployé pesant 225 gr Comme une telle brique pèse approximativement 6,250 kg, le renforcement représente dans ce cas environ 0,4% en poids. Avec des matières minérales dont la teneur en fer serait--,!-, moindre ou plus élevée;, on ferait usage d'une armature dont le poids serait élevé ou diminué dans une mesure correspondante.
Bien que les perforations des armatures qui viennent d'être dé- crites puissent posséder une forme nettement allongée lorsqu'elles sont utilisées dans une construction de mur pour fours, la direction dans la- quelle la longueur desdites perforations est placée par rapport à la lon- gueur de la brique ne présente guère d'importance; toutefois, dans le cas de briques destinées à une voûte de four, il est préférable que la plus grande dimension des perforations soit transversale à la brique, afin que;, lorsque le métal fond;, il soit recueilli par des cavités qui ne sont que faiblement inclinées, de sorte qu'il a moins tendance à couler au dehors avant d'avoir la possibilité de pénétrer sous forme d'un fondant dans la matière basique.
Les figures 8 à 15 sont des coupes transversales de briques uti- lisant divers types d'armatures qui, sans être perforées, assurent cepen- dant une bonne liaison avec la matière réfractaire. Ces figures représen- tent principalement des briques dé 228 x 114 x 76 mm, mais tous' les types d'armatures décrits peuvent bien entendu être également appliqués à d'au- tres dimensions de briques;, par exemple à des briques de 330 x 152 à 76 mm du genre de celles utilisées pour la construction des voûtes de fours, les dimensions de l'armature étant convenablement augmentées de façon que son extrémité avant vienne se placer à une distance comprise entre 12 et 38 mm de la face avant de la brique. Les armatures représentées sur ces figures sont disposées au centre des briques, comme précédemment.
La figure 8 re- présenté: deux (davantage si nécessaire) bandes en zigzag 10 (de 204 mm de longueur pour des briqués de 228 x 114 x 76 mm) s'arrêtant en deçà et à la distance requise de la face avant (non représentée) de la brique 1; des bandes sinueuses 11 et des bandes crénelées 12 ont aussi été représentées aux figures 9 et 10, respectivement. A la figure Il.9 on a représenté des bandes 13 présentant des saillies 14 obtenues par estampage sur les deux faces des bandes.
Dans ces derniers types d'armateures on dispose plusieurs bandes de ce genre dans la direction de la longueur de chaque brique;, avec un certain Intervalle entre elles,de préférence à une seule tôle ou pla- que qui tendrait à diviser la brique en deux moitiés;, ce qui aurait comme conséquence d'affaiblir la brique et probablement d'accroître la tendance à 1'éclatements Cet inconvénient est évité avec les armatures représentées puisque, dans l'ensemble, la matière basique de la brique s'étend sans in- terruption en travers des faces de la brique;, cette disposition assurant aussi un effet d'ancrage ou de liaison plus grand en raison des surfaces tortueuses de l'armature.
La figure 12 représente une assise de briques telles que celle des figures 1 à 3 posée dans un mur arrière de 45 cm d'épaisseur, par exemple.
Toutes le briques 1 sont disposées en boutisse de façon que le renforcement intérieur 2 s'étende dans la direction de l'épaisseur du mur, les joints ver- ticaux des rangées avant et arrière de briques qui forment l'épaisseur étant
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décalés les uns par rapport aux autres.
A la figure 13l'armature est composée d'un certain nombre de barrettes 15 (par exemple de 76 mm de longueur) soudées par points trans- versalement et par intervalles en travers d'une barre centrale 16 (de 204 mm de longueur par exemple) placée longitudinalementau centre de la bri- que la A la figure 14 on a fait usage d'une hélice ouverte de fil métal- lique., rond ou autre17 laquelle peut être cylindrique ou avoir été aplatie avant d'être incorporée à la brique.
Les figures 15 et 16 repré- sentent, respectivement, deux bandes ou feuillards tordus 18 et deux bar- res 19 aplaties en 20de manière à constituer des éléments d'ancrage; on peut évidemment faire usage de plus de deux bandes ou barrés pour chaque brique si la dimension de celle-ci l'exigeo La figure 17 représente une armature consistant en une seule plaque 21 (par exemple de 204 mm par 76 mm) dans laquelle sont poinçonnées des languettes 22 propres à assurer un meil- leur ancrage, la matière basique de la brique 1 passant à travers les trous poinçonnés 23, ce qui augmente la résistance mécanique et favorise la difu- fusion du fondant.
Des armatures de l'un quelconque des types ci-dessus peuvent aussi être utilisées pour des briques bloquées entre elles, comme représen- té à la figure 18 Des briques circulaires 24 renfermées à l'intérieur d'une enveloppe 25 consistant par exemple en un tube de 101 ou 127 mm de diamètre (de préférence plusmince qu'un tube de chaudière en vue d'une économie de métal) sont pourvues d'une armature intérieure 26 comme précédemment, et ces briques sont bloquées avec des briques non enveloppées 27, qui sont pourvues d'une armature intérieure 28 et présentent des surfaces 29 de forme complé- mentaire de celle des surfaces courbes des enveloppes 25 Ces types dè bri- ques peuvent être utilisés pour la construction tant de murs que de voûtes.
Dans la construction de voûte de four représentée aux figures 19 et 20 il est fait usage de briques rectangulaires 30 de 380 x 152 x 76 mm ou de 304 x 152 x 76 mm pourvues d'armatures intérieures 31 comme précedem ment décrit, une travée de la voûte étant composée de plusieurs séries de briques de ce genre (au nombre de quatre dans cette figure) interposées en- tre des briques 32 de plus grande longueur (456 x 152 x 76 mm) pourvues d'un renforcement extérieur en tôle 33 qui s'étend autour de deux ou plusieurs côtés des briques et en travers des faces avant 34 Les armatures 33 sont pourvues de prolongements 35 qui s'étendent au delà de la face arrière des briques 32 et qui sont percés de trous destinés à recevoir des boulons 36 propres à constituer des organes d'attache permettant de suspendre la voûte d'une manière connue.
Les joints verticaux d'une rangée de briques sont dé- calés par rapport à ceux de la rangée adjacente.
De petits fragments de matière ferreuse peuvent être mélangés avec la matière minérale basique à titre de fondant supplémentaire distri- bué indépendamment de l'armature dont le poids peut alors être réglé de façon correspondanteo C'est ainsi qu'on peut incorporer de petits tronçons de fil de fer ou d'aciers par exèmple de 6 mm ou plus petits; des tournures ou limailles de fer ou d'acier écrasées; ou des nodules durs d'une matière riche en oxyde de fera tels que des nodules de minerai de Cumberland de Suè- de ou de Sierra Leone.
Il est préférable de faire usage d'un ciment fait de la même ma- tière minérale basique que celle habituellement utilisée pour les briques mais de qualité plus fine) à laquelle de fines tournures ou limailles d'a- cier ou de fer ont été incorporées afin d'assurer dans les joints une ac- tion de fondant semblable à celle obtenue dans les briques elles-mêmes.
La disposition d'armatures sous l'une quelconque des formes pré- cédemment indiquées offre un moyen économique de fournir la quantité correc- te de fondant et d'assurer un renforcement adéquat contre l'éclatemento Ce- ci permet de se dispenser d'interposer des feuilles ou plaques - pleines ou ajourées - entre les briques adjacentes., de sorte que l'érection des murs et des voûtes reste une opération simple, outre que le démontage de garnis-
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sages usés ne présente pas de difficulté.