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La présente invention concerne une brique ou bloc ré- fractaire isolant composite et des revêtements internes de fours céramiques et autres constitués par des éléments de ce genre.
Dans de nombreux fours céramiques et autres, les con- ditions de la combustion sont telles qu'une surface réfractaire isolante légère et poreuse puisse s'éroder à une cadence non
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économique sous l'effet dur gaz en cire lation margés de poussières ou sous l'effet d'une attaque sévère par les flam- mes de brûleurs à huile ou autres, l'érosio pouvant être provoquée d'une façon semerle sou;: l'effest combiné de là température et d'une attaque chimiue dans le cas de fours céramiques servant à la crisson de faïenee égaillée lorsque le procédé d'émaillage est anpliqué à l'intérieur du four par vaporisation d'un mélange chimique.
Jusqu'ici, il a été courant de construire le revêtement intérieur de fours céramiques ou autres de ce genre exposé à l'atmosphère du four en une matière réfjractaire compacte, avec utilisation d'une paroi de fond en briquas ou blocs isolants servant à réduire la perte de chaleur au travers des parois du four. Dans la plupart des cas, du fait de la nécessité d'obte- nir une construction bien stable,l'épaisseur du revêtement réfractaire compact est très supérieure à l'épaisseur théori- quement nécessaire pour protéger la paroi de fond construite en une matière réfraotaire isolante légère.
L'épaisseur mini- mum habituellement utilisée est de 11,43 cm. et, pour des fours à parois plus hautes que 106,68 cm. ou des voûtes cintrées de plus de 121,92 cm., il faut utiliser un3 épaisseur de matière réfractaire compacte plus grande.
Dans le cas de fours céramiques ou autres à fonctionne- ment intermittent qui se refroidissent à la fin de chaque opé- ration en vue de l'enlèvement de la matière traitée et du re- chargement du four, cette épaisseur de la matiére réfractaire compacte va à l'encontre du rendenent thermique, du fait de la perte de la chaleur absorbée et emmagasinée, par la matière ré- fractaire compacte à la fin de chaque cycle, chaleur qui doit être remplacée durant la période d'échanffement du cycle suivant.
Dans les fours céramiques ou autres où.1?. combustion est complé- te et où il n'y a aucun danger d'érosion ni d'attaque par la
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flamme ou par des produits chimiques, la matière réfractaire poreuse légère se comporte généralement de manière satisfai- sante même quand elle est utilisée comme revêtement de "face cha.ude", c'est-à-dire exposée aux gaz du four. Dans de nombreux cas cependant, malgré la combustion complète, la matière ré- fractaire poreuse légère se détériore par un phénomène connu sous le nom "d'effritement thermique" qui semble être dû au mouvement thermique différentiel qui se produit dans la mince couche exposée aux gaz du four et la zone de réfrigération située immédiatement derrière.
Ce phénoméne d'effritement thermique se présente surtout dans les fours où la matière réfractaire isolante légère est soumise à des échauffements et des refroidissements très rapides et l'utilisation d'une paroi en une matière réfractaire plus dense à haute capacité calorifique joue le rôle d'amortisseur par absorption, évitant ainsi un échauffement trop rapide de la matière réfractaire légère et une baisse de température trop brusque lors du refroidissement. Ce revêtement ou garniture ne doit cependant pas être rigidement fixé à la brique réfractaire légère.
Il est connu de produire une brique ou bloc réfractaire composite par moulage de deux corps simples que l'on réunit, l'un en une matière réfractaire compacte et l'autre en une ma- tière réfractaire poreuse, suivi de chauffage ou cuisson des deux corps simples de manière à établir un lien de nature céra- mique entre-leurs faces de contact. Le corps composite qui en résulte présente cependant une faiblesse à l'endroit du joint, à cause des efforts produits par les différences de dilatation à la réunion des matières réfractaires compactes et poreuses, avec, pour résultat, un manque de souplesse à haute température d'utilisation. Ce procédé de fabrication est, en outre, compliqué et coûteux.
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Il est également connu une rique ou bloc composite constitué de deux corps différents avec un revêtement ou gar- niture de, par exemple, carbure de silicium ne--croché à une paroi de fond en una matière reéractaire compacte par un mon- tage en queue d'aronde à l'endroit des faces de contact non reliées.
Les angles aigus inévitables dans un montage en queue d'aronde présentent; de très brusques changements de direction qui déterminent des zones de moindre résistance entre le sommet d'un angle et la surface plane voisine et, dans les cas où la garniture a une densité et une résistance mécanique plus fortes que la paroi de fond et présente des caractéristiques de mouva- ment thermique différentes de celles du fond, il y a danger que des fissures se produisent à haute température.
La présente invention a pour but de procurer des per- fectionnements tendant à remédier aux inconvénients précités.
L'invention procure donc une brique ou bloc composite en deux piècesséparées et comprenant un fond préformé en une @ matière réfractaire légère ou poreuse et un revêtement ou gar- niture réfractaire renouvelable préformé réunis par une liai- son par tenon et mortaise hauteur de leurs surfaces de con- tact dans laquelle la mortaise au moins s'étend d'une face exposée à la face exposée opposée, et caractérisé en ce que tous les angles en tous les points de rencontre de deux surfa- ces convergentes quelconques du tenon et de la mortaise respec- tivement sont des angles obtus, ce qui évite de très brusques changements de direction par opposition aux angles aigus.
le tenon faisant partie d'une des pièces pfréformées est de forme symétrique, disposé au centre tout le long d'une face de la pièce et ayant la forme d'une partie à côté rectiligne allant en se rétrécissant vers l'extérieur avecl'extrémité plus large prenant naissance sur la face de la piéce et temrinés par une tête en substance de iorme cylindrique, de manière à
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constituer un étranglement à la rencontre de la tata et de la partie rétrécissante prenant naissance sur ladite face, ledit étranglement ayant une largeur inférieure au diamètre de la tête et à la largeur du reste de ladite partie rétrécissante.
La mortaise pratiquée dans l'autre pièce préformée est de forme correspondante à celle du tenon de ladite première pièce et a une grandeur suffisante, en coupe transversale, pour par- mettre un verrouillage en extrémité dudit tenon dans ladite @ mortaise, grâce à quoi la tête ronde du tenon reste accrochée dans la mortaise arrondie de manière à réunir par emboîtement les deux pièces préformées par leurs faces de contact.
La forme de la brique ou bloc composite peut être telle que toutes ses faces exposées soient en substance rectangulai- res avec, de préférence, la longueur supérieure à la largeur, le revêtement ou garniture renouvelable étant attaché à l'une des deux extrémités du fond.
Le revêtement ou garniture renouvelable préformé peut être en une matière réfractaire compacte résistante à l'usure.
De préférence aussi,.le revêtement ou garniture porte le tenon tandis que le fond est pourvu de la mortaise complé- mentaire servant à recevoir le tenon.
L'invention ressortira clairement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels;
La figure 1 est une élévation d'une forme de bloc com- posite fabriqué suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en plan du même bloc.
La figure 3 est une vue perspective des deux pièces du bloc séparées l'une de l'autre.
La figure 4 est une élévation d'une autre forme de bloc composite, et
La,figure 5 est une vue en plan du même bloc.
La figure 6 est une élévation, partiellement en coupe, d'encore une autre forme de bloc composite.
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La fi,ure 7 est une élévation, partiellement en coupe, d'une forma encore différente de bloc composite.
La figure 8 est une vue partielle d'une paroi de four construite avec des blocs de la forme représentes aux figures 1, 2 et 3.
La figure 9 est-une vue partielle d'une voûte cintrée d'un four construit avec des blocs de la forme représentée aux figures 4 et 5.
La figure 10 est une vue partielle d'une voûte plate suspendue d'un four construit avec des blocs semblables à ceux des figures 1,2 et 3 mais légèrement modifiés en vue de la suspension.
Les figurer 11 et 12 sont des vues partielles de parois ou murs de four montrant l'utilisation dé blocs composites de la construction représentée respectivement aux figures 6 et 7.
Sur les différentes figures, les mêmes parties portent les mêmes références.
Comme les figures 1,2 et 3 le montrent, le bloc compo- site se compose d'un fond préformé 20 et d'un revêtement 21, .dans lequel le fond a une section transversale rectangulaire, avec une longueur de 22,86 cm., une largeur de Il,43 cm. et une épaisseur de 7,62 cm., une mortaise à tenon 22 étant prati- quée dans une face d'extrémité du fond avec l'axe longitudinal de la mortaise parallèle au sens de l'épaisseur;
le revêtement préformé 21 a aussi une section transversale de forme rectangu- laire à l'exception d'un tenon faisant corps 23 qui, quand il est accroché au fond 20, donne au bloc composite résultant une forme dont les dimensions sont 27,94 cm. de longueur, 11,43 cm. de largeur et 7,62 cm. d'épaisseur, la longueur du revêtement de l'avant à l'arrière où il rejoint la face d'extrémité du fond étant de 5,08 cm., avec une largeur de 11,43 cm. et une épais- aeur de 7,62 cm., de façon que le revêtement vienne à fleur des
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quatre côtés du fond.
Les dimensions, en section transversale, du tenon 23 sont 3,81 cm. de largeur à la base ou naissance se réduisant à 2,54 cm.à l'étranglement où commence la tête en substance cylindrique d'un diamètre de 3,81 cm.; la longueur du tenon est de '7,62 cm. ce qui équivaut à l'épaisseur du bloc composite.
Lors de la construction d'un mur vertical d'un four céramique ou autre, les blocs composites sont disposés les uns au-dessus des autres, comma représenté à la figure 8, de façon que l'axe longitudinal du tenon 23 et de la mortaise 22 de chaque bloc soit vertical.
Dans le cas d'une voûte cintrée comme représenté à la figure 9, chaque bloc composite a la forme en coin voulue re- présentée aux figures 4 et 5 avec la grande largeur à l'extré- mité éloignée du revêtement ou garniture du bloc composite.
Un bloc composite de voûte cintrée de ce genre peut avoir une longueur (ou hauteur) de 22,86 cm., une largeur de 11,43 cm. et une épaisseur de 7,62 cm. à sa grande extrémité et de 6,35 cm. à sa petite extrémité.
Dans le cas d'une voûte plate suspendue comme repré- sentée à la figure 10, les blocs composites sont disposés côte à côte avec l'axe du tenon et de la mortaise de chaque bloc disposé horizontalement, lesdits blocs étant suspendus à l'aide de tiges horizontales 24 qui traversent des trous alignés 25 pratiqués un dans chaque bloc d'une rangée horizontale de blocs, lesdites tiges étant elles-mêmes suspendues à des tiges supports 26 avec les trous pratiqués de façon qu'il y en ait.un à l'ex- trémité du revêtement de chaque bloc composite et de façon qu'ils soient parallèles à l'axe longitudinal de la liaison par tenon et mortaise.
Quand on désire que l'assise supérieure de blocs d'un mur de.four soit accrochée ou emboîtée dans l'assise immédiate-
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msit in:L.rz: !,' , , 3.: r:;v1te,' ;il':; 21 est renJu plus épais que le fond COÜI[)0 l'8pr'80n;,é DL1X f.i:,lll'8S 6,7 et aux fi-'ures lle lu, l'épaisseur supplémentaire ôu revêtement OQllsti tL1an:; un pro- ion:jos.-nf v-n's le bas 27 ven:::l1t s!emboîter dans la partie. creusé.: du bloc de lfn8ise i:.,'lBdlate1Y.:mt inférieure, corme le montrent les fi'-'ures 11 et 11. Dans des cas de ce genre, le tenon 23 faisant partie du revêtement 21 peut occuper toute la hauteur de la mortaise 22 pratiquée dans le fond comme le montrent les figures 7 et 12, ou bien une partie seulement de cette hauteur comme le montrent les figures 6 et 11.
Les revêtements 21 peuvent être réalisés en briques réfractaires compactes et le fond en une matière réfractaire isolante pour des températures allant jusqu'à environ 1250 0.., tandis que, dans des cas de fours à haute température jusqu'à 1500 C les revêtements peuvent être réalisés en une matière plus réfractaire comme la Sillimanite, la sillimanite-corindon ou le carbure de silicium avec un fond en une matière réfrac- taire isolante pour haute température.
De même, il serait '' . - possible dans certains cas de réaliser le revêtement en un béton réfractaire, pour des fours travaillant à des tempéra- tures relativement basses, c'est-à-dire aux environs de 1150 à 1200 C
Un bloc composite réalisé suivant l'invention permet de construire des murs de four avec des revêtements d'une épaisseur minimum ayant une résistance antiabrasive relative- ment élevée, une valeur d'isolation élevée et une faible capa- cité calorifique.