BRPI0612877B1

BRPI0612877B1 - Forno com fogo giratório, tijolo em material refratário, processo de fabricação de blocos carbonados e utilização de um forno

Info

Publication number: BRPI0612877B1
Application number: BRPI0612877-7A
Authority: BR
Inventors: Christian Jonville; Jean Bigot
Original assignee: Aluminium Pechiney
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2020-03-17
Also published as: US8069628B2; US20090126306A1; AU2006268489A1; CA2614453A1; FR2888633A1; CA2614453C; EA200800293A1; EP1907780B9; AU2006268489B2; SI1907780T1; WO2007006962A3; WO2007006962A2; EP1907780A2; DE602006002752D1; EP1907780B1; ZA200800900B; ATE408109T1; ES2311285T3; FR2888633B1; AR055350A1

Abstract

forno com câmaras com juntas de dilatação melhoradas e tijolos destinados à sua realização. a invenção refere-se aos fornos com fogo giratório, dos quais pelo menos uma das divisórias internas é formada de uma pluralidade de tijolos em material refratário, incluindo pelo menos um primeiro (15a) e um segundo (15b) tijolos, colocados acima ou abaixo de um terceiro tijolo (15c) e separados um do outro de um espaço (13, 14) de largura j, nos quais o primeiro tijolo (15a) comporta pelo menos uma cavidade (158d, 158'd) sobre sua face de ligação diante do terceiro tijolo (15c), o terceiro tijolo (15c) comporta pelo menos uma bossagem (155d, 155'd) sobre sua face de ligação diante do primeiro tijolo (15a), a bossagem sendo encaixada na cavidade, a dimensão e dessa cavidade (158d) no sentido do comprimento da divisória ser maior do que a dimensão b dessa primeiro bossagem (155d) no mesmo sentido, e essa cavidade (158d) ser espaçada de uma distância determinada se da face de extremidade (152) adjacente a esse espaço (13, 14). a invenção permite a certos tijolos deslizar uns sobre os outros, mantendo a coesão e cuja solidez da divisória, quando dos movimento provocados pela dilatação e pela contração dos tijolos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FORNO COM FOGO GIRATÓRIO, TIJOLO EM MATERIAL REFRATÁRIO, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BLOCOS CARBONADOS E UTILIZAÇÃO DE UM FORNO". DOMÍNIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se ao domínio dos fornos com câmaras ditas de "fogo giratório" ("ring furnace" em inglês) para o cozimento de blocos carbonados, e notadamente os fornos com câmara de tipo aberto. A invenção refere-se mais particularmente às divisórias desses fornos (notadamente as divisórias ocas e as paredes transversais) e os tijolos utilizados nessas divisórias.

ESTADOS DA TÉCNICA

Os fornos de fogo giratório com câmaras de tipo aberto são bem-conhecidos em si e descritos notadamente em pedidos de patentes francesas FR 2 600 152 (correspondente à patente US 4 859 175) e FR 2 535 834 (correspondente ao pedido britânico GB 2 129 918).

Um forno de fogo giratório compreende uma sucessão de câmaras alinhadas, cada câmara sendo delimitada por paredes transversais e compreendendo uma pluralidade de alvéolos de forma alongada separados por divisórias aquecedoras ocas. As divisórias de câmara são formadas de tijolos refratários, tais como aqueles descritos nos pedidos internacionais WO 95/22666 e WO 97/35150. A elevação em temperatura das câmaras, quando dos ciclos de cozimento de blocos carbonados, provoca uma dilatação das divisórias, que pode danificá-los ou deformá-los ou ainda deformar o revestimento do forno. A fim de evitar essa dificuldade, é conhecido deixar certos tijolos livres para deslizarem uns sobre os outros e deixar um pequeno espaço, denominado "junta de dilatação", entre certos tijolos. Essas juntas absorvem as dilatações das divisórias. Certas juntas são, além disso, cheias de um material refratá-rio compressível, a fim de torná-las estanques e impedir a passagem do material de enchimento (denominado "pó") contido nos alvéolos, quando do cozimento dos blocos carbonados. Esse tipo de junta estanque é notadamente utilizado na junção entre as divisórias ocas e as paredes transversais.

Todavia, as juntas de dilatação não funcionam mais de maneira satisfatória, quando os fornos atingem dimensões muito grandes, pois os movimentos relativos entre certos tijolos se tornam suficientemente importantes para afetar a coesão da divisória e degradar a estanqueidade das juntas de dilatação estanques. Neste último caso, o pó pode ser introduzido nas divisórias pelas juntas de dilatação, o que pode levar a uma obturação da passagem das fumaças, e entre as divisórias ocas e as paredes transversais, o que limita ainda mais o movimento de dilatação dessas divisórias.

Essas dificuldades travam o aumento de capacidade dos fornos de fogo giratório, a melhoria de seu desempenho energético e a redução dos custos de investimento. A requerente encontrou meios para resolver esses inconvenientes da técnica anterior.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO A invenção tem por objeto um forno de fogo giratório, comportando uma pluralidade de divisórias internas que formam uma série de câmaras de cozimento distintas e alvéolos no interior dessas câmaras, essas divisórias comportando paredes transversais para separar essas câmaras de divisórias ocas para separar os alvéolos, pelo menos uma dessas divisórias internas sendo formada de uma pluralidade de tijolos em material refratário, incluindo pelo menos um primeiro, um segundo e um terceiro tijolos, comportando, cada um, pelo menos duas faces laterais opostas, dispostas paralelamente ao sentido do comprimento L da divisória, duas faces de extremidades opostas e duas faces de ligação opostas e compreendendo, cada uma, pelo menos uma superfície plana, o primeiro e o segundo tijolos ficando localizados acima e abaixo do terceiro tijolos e colocados de maneira que sua face de extremidade diante uma da outra sejam separadas de um espaço de largura J, caracterizado pelo fato de o primeiro tijolo comportar pelo menos uma primeira cavidade sobre sua face de ligação diante do terceiro tijolo, essa cavidade tendo uma dimensão E no sentido do comprimento L da divisória, pelo fato de o terceiro tijolo comportar pelo menos uma primeira bos-sagem sobre sua face de ligação diante do primeiro tijolo, essa primeira bos- sagem tendo uma dimensão B no sentido do comprimento L da divisória e sendo encaixada nessa cavidade, pelo fato de, de maneira a permitir deslocamentos relativos entre o primeiro e o terceiro tijolos no sentido do comprimento da divisória em curso de utilização do forno, essa dimensão E dessa cavidade ser maior do que essa dimensão B dessa primeira bossagem, e pelo fato de, de maneira a formar um batente para essa bossagem do lado desse espaço, essa cavidade ser espaçada de uma distância determinada Se da face de extremidade adjacente a esse espaço.

Esse espaço de largura J forma uma junta de dilatação, que absorve os deslocamentos relativos entre o primeiro tijolo e o terceiro tijolos no sentido do comprimento da divisória, que ocorrem, quando os tijolos se dilatam ou se contraem sob o efeito das variações de temperatura do forno em curso de utilização, e evita assim a colocação sob esforço da divisória. Os deslocamentos relativos sendo limitados pelo batente do lado da junta, a coesão e a solidez da divisória são mantidas quando dos movimentos provocados pela dilatação e pela contração dos tijolos. A bossagem e a cavidade, segundo a invenção, agem como elementos de bloqueio flexível dos tijolos. A invenção tem também por objeto um tijolo em material refratá-rio, capaz de ser utilizado em divisórias internas de um forno com fogo giratório, comportando pelo menos duas faces laterais opostas, uma primeira face de extremidade, uma segunda face de extremidade oposta à primeira face de extremidade, uma primeira face de ligação compreendendo pelo menos uma superfície plana e pelo menos uma primeira bossagem e uma segunda face de ligação oposta à primeira face de ligação e compreendendo pelo menos uma superfície plana e pelo menos uma primeira cavidade, essa bossagem tendo uma dimensão B em uma direção paralela a essas faces laterais, essa cavidade tendo uma dimensão E em uma direção paralela a essas faces laterais, caracterizado pelo fato de a dimensão E ser maior do que a dimensão B, e pelo fato de essa cavidade ser espaçada de uma distância determinada Se da primeira face de extremidade. A primeira cavidade fica tipicamente sensivelmente diante dessa primeira bossagem. Essa pri- meira bossagem é tipicamente espaçada de uma distância determinada Sb da primeira face de extremidade. De preferência, o centro dessa primeira cavidade é defasado de uma distância Cp em relação ao centro dessa primeira bossagem.

Em um modo de realização vantajoso da invenção, essa primeira bossagem é um primeiro cordão reto, que é disposto perpendicularmente a essas faces laterais e cuja largura é igual a essa dimensão B, e essa primeira cavidade é uma primeira calha reta, que é disposta perpendicularmente a essas faces laterais e cuja largura é igual a essa dimensão E. De acordo com uma variante desse modo de realização, o tijolo comporta, além disso, uma segunda calha reta, disposta perpendicularmente a essas faces laterais, e a largura E1 dessa segunda calha é menor que essa dimensão E. Essa variante permite associar um tijolo, de acordo com a invenção, a um ou vários tijolos padrão em uma divisória. De acordo com uma variante alternativa da invenção, o tijolo comporta, além disso, uma segunda calha reta, disposta perpendicularmente a essas faces laterais, e a largura E1 dessa segunda calha é sensivelmente igual a essa dimensão E. Essa variante permite conseguir um bloqueio flexível, segundo a invenção, nas duas extremidades do tijolo. Nessas variantes, a segunda calha fica tipicamente sobre a mesma face de ligação do que a primeira calha reta, mas pode eventualmente ser localizada sobre a face de ligação oposta. A segunda calha reta é tipicamente espaçada de uma distância determinada Se1 da segunda face de extremidade. O tijolo, segundo essas variantes comporta tipicamente, além disso, um segundo cordão, disposto perpendicularmente a essas faces laterais e situado sobre a mesma face de ligação que o primeiro cordão. A largura B' desse segundo cordão é tipicamente sensivelmente igual a essa dimensão B. O segundo cordão reto é tipicamente espaçado de uma distância Sb1 da segunda face de extremidade. A invenção tem ainda por objeto a utilização de um forno de fogo giratório, segundo a invenção, para o cozimento de blocos carbonados. A invenção tem ainda por objeto um processo de fabricação de blocos carbonados no qual: - são introduzidos blocos carbonados brutos em um forno, de acordo com a invenção; - é efetuado um ciclo de cozimento determinado; - são retirados os blocos carbonados cozidos do forno. A invenção é descrita em detalhes a seguir com o auxílio das figuras anexadas relativas a modos de realização preferidos da invenção. A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva, parcialmente explodida, de um forno de fogo giratório com câmaras abertas. A figura 2 ilustra, vista de topo, uma trava de forno de fogo giratório. A figura 3 ilustra uma ligação de tijolos, de acordo com um modo de realização da invenção. A figura 4 ilustra um modo de realização vantajoso das bossa-gens e cavidades de tijolos refratários, de acordo com a invenção. A figura 5 ilustra a estrutura de uma parede transversal de um forno, de acordo com a invenção, vista em perspectiva.

As figuras 6 e 7 ilustram tijolos refratários, de acordo com a invenção, vistas em diferentes direções.

Tal como ilustrado nas figuras 1 e 2, um forno de fogo giratório compreende uma sucessão de câmaras (10, 11, 12,...), disposta em série. Cada câmara compreende uma alternância, no sentido transversal (eixo Y), de alvéolos (2) de forma alongada e de divisórias ocas (3) dispostas no sentido longitudinal (eixo X). A título de ilustração, a linha pontilhada (1) da figura 2 delimita uma das câmaras e mostra que ela compreende vários alvéolos (2) dispostos em paralelo e separadas por divisórias ocas (3). As paredes transversais (4) separam as câmaras umas das outras.

Os alvéolos (2) são delimitados por divisórias ocas (3), pilares (5) de paredes transversais (4) e um piso (25). As divisórias ocas (3) e os pilares (5) de paredes transversais (4) formam paredes sensivelmente verticais; o piso (25) forma um fundo sensivelmente horizontal. As divisórias ocas (3) compreendem paredes laterais (9) finas geralmente separadas por travessas (7) e chicanas (8). As extremidades das divisórias ocas (3) são en- caixadas em chanfraduras (5j das paredes transversais (4). As chanfraduras (5j são munidas de aberturas ou "janelas" (6), a fim de permitir a passagem dos gases que circula, nas divisórias ocas (3) de uma câmara à seguinte. As divisórias ocas (3) são munidas de meios de acesso (20) denominados "postigos" que servem notadamente para introduzirem meios de aquecimento (tais como injetores de queimadores) (não ilustrados) ou canalizações de aspiração (23) ligadas a uma tubulação (21) e ligados a um conduto principal (22) contornando o forno.

Os fornos com fogo giratório comportam, portanto, uma pluralidade de divisórias internas (3, 4) que formam uma série de câmaras de cozimento distintas e alvéolos no interior dessas câmaras. Essas divisórias interna (3, 4) são geralmente essencialmente constituídas de tijolos refratá-rios (15, 16,17). Os tijolos são tipicamente à base de alumina e de sílica. Os tijolos podem estar diretamente em contato (montagem “a seco") ou um material de chumbamento pode ser interposto entre os tijolos. Vários desses tijolos comportam bossagens e cavidades de formas sensivelmente complementares que se encaixam uns aos outros, assegurando assim um bloqueio dos tijolos e uma estabilização da divisória.

As câmaras formam uma longa trava no sentido F do fogo. Um forno de fogo giratório compreende tipicamente duas travas paralelas, cada uma tendo um comprimento da ordem de uma centena de metros. As travas são geralmente delimitadas por paredes laterais (24).

Quando das operações de cozimento, um fluxo gasoso constituído de ar, de gás de aquecimento, de vapores desprendidos pelos blocos carbonados ou de gases de combustão (ou, mais freqüentemente, de uma mistura destes) circula, no sentido do comprimento do forno (eixo X), em uma sucessão de divisórias aquecedoras ocas (3) que se comunicam entre si. Esse fluxo gasoso é soprado a montante das câmaras ativas e é aspirado a jusante destas. O calor produzido pela combustão dos gases é transmitida aos blocos carbonados (31) contidos nos alvéolos (2), o que acarreta seu cozimento.

Um ciclo de cozimento de blocos carbonados, para uma câmara determinada, compreende tipicamente o carregamento dos alvéolos dessa câmara em blocos carbonados brutos, o aquecimento dessa câmara até à temperatura de cozimento dos blocos carbonados (tipicamente de 1100 a 1200 °C), o resfriamento da câmara até uma temperatura que permita retirar os blocos carbonados cozidos e o resfriamento da câmara até a temperatura ambiente. O princípio do fogo giratório consiste em efetuar sucessivamente o ciclo de aquecimento sobre as câmaras do forno por um deslocamento dos meios de aquecimento (tais como rampas dos queimadores) e meios de aspiração. Assim, uma câmara determinada passa sucessivamente por períodos de preaquecimento, de cozimento e de resfriamento. A figura 1 mostra um empilhamento típico de blocos carbonados (31) em um alvéolo (2), com um pó de revestimento ou "pó"(32), quando de uma operação de cozimento dos mesmos. O pó é tipicamente à base de pó carbonado ou de sílica. A elevação em temperatura do forno, quando de um ciclo de cozimento provoca a dilatação das divisórias internas (3,4) do forno. A fim de evitar o dano do forno, quando dessa dilatação, as divisórias ocas (3) são tipicamente encaixadas nas chanfraduras (5') das paredes transversais (4) de forma a poder se deslocar em, entrave significativo nas chanfraduras, quando das elevações e descidas em temperatura do forno. Por exemplo, pode-se deixar um espaço, denominado "junta de dilatação", entre as divisórias ocas (3) e as paredes das chanfraduras (5'). Esse espaço contém geralmente um material refratário compressível, tal como uma fibra cerâmica refratária, a fim de torná-lo estanque e evitar a introdução de pó entre as divisórias ocas (3) e as paredes transversais (4). Com a mesma finalidade, pode-se dispor nas paredes transversais (4) juntas de dilatação (13, 14) formados por um espaçamento vazio entre certos tijolos.

Os tijolos (15, 15', 15") utilizados para a realização das juntas de dilatação (13, 14) comportam tipicamente pelo menos: - duas faces laterais (151) opostas, tipicamente planas e geralmente paralelas, que são destinadas a serem colocadas no sentido do comprimento L de uma divisória; - duas faces de extremidade (152, 152’) opostas, que são tipi- camente perpendiculares às faces laterais (151), e destinadas a serem dispostas, cada um, diante de uma face de extremidade de tijolos adjacentes nessa divisória; - uma primeira face de ligação (153) compreendendo pelo menos uma superfície plana (154) e pelo menos uma bossagem (155) de forma determinada; - uma segunda face de ligação (156) oposta à primeira face de ligação e compreendendo pelo menos uma superfície plana (157) e pelo menos uma cavidade (158) de forma determinada. A superfície plana (154) da primeira face de ligação (153) é paralela à superfície plana (157) da segunda face de ligação (156).

Esses tijolos têm um comprimento L1 (definido como sendo a distância entre as duas faces de extremidade opostas (152, 152')), uma largura L2 (definida como sendo a distância entre as duas faces laterais (151)) e uma espessura L3 (definida como sendo a distância entre as superfícies planas (154, 157) das duas faces de ligação opostas (153, 156)). A título de exemplo, as dimensões típicas dos tijolos, de acordo com a invenção, são as seguintes: L1 de 200 a 400 mm, L2 de 200 a 300 mm e L3 de 80 a 150 mm, quando os tijolos são destinados a paredes transversais (4); L1 de 200 a 400 mm, L2 de 80 a 150 mm e L3 de 80 a 150 mm, quando são destinadas a divisórias ocas (3).

Na divisória, as bossagens (155) de um tijolo são inseridas em cavidades (158) correspondentes de um outro tijolo, situado acima ou abaixo na divisória, o que permite consolidar a divisória.

Cada uma das bossagens (155) tem uma dimensão B em uma direção paralela às faces laterais (151) do tijolo. A dimensão B pode ser diferente para cada bossagem. A dimensão B é tipicamente determinada em relação à linha de junção de cada bossagem (155) com a superfície plana (154) da face de ligação (153) correspondente ou em relação a uma linha equivalente à linha de junção. De forma similar, cada uma das cavidades determinadas (158) tem uma dimensão E em uma direção paralela às faces laterais (151) do tijolo. A dimensão E pode ser diferente para cada bossa- gem. A dimensão E é tipicamente determinada em relação à linha de junção de cada cavidade (158) com a superfície plana (157) da face de ligação (156) correspondente ou em relação a uma linha equivalente à linha de junção. Quando o tijolo é colocado em uma divisória, as dimensões B e E estão no sentido do comprimento L da mesma.

De acordo com a invenção, para certos tijolos, conforme mostra notadamente a figura 3, a dimensão E ou E' de pelo menos uma dessas cavidades (158d, 158'd) é superior à dimensão B ou B' correspondente da bossagem correspondente (155d, 155'd) de um tijolo adjacente, disposta geralmente embaixo desta, e a borda do ou de cada cavidade (158d, 158d’) é espaçada é espaçado uma distância determinada Se ou Se'(respectivamente) de pelo menos uma dessas faces de extremidade (152, 152'), a saber pelo menos a face de extremidade situada do lado desse espaço (13, 14), de modo a formar um batente. As distâncias determinadas Se e Se1 estão tipicamente compreendidas entre 10 e 30% do comprimento L1 dos tijolos correspondentes (15a, 15b). A folga entre uma cavidade (158d, 158d') e a bossagem (155d, 155'd) correspondente, isto é, o suplemento dimensional da cavidade em relação à bossagem, permite deslocamentos relativos do primeiro tijolo em relação ao terceiro tijolo no sentido do comprimento da divisória, quando os tijolos da divisória se dilatam ou se contraem sob o efeito das variações de temperatura do forno em curso de utilização. Esses deslocamentos fazem variar a largura da junta de dilatação, que absorve assim as variações de dimensão dos tijolos da divisória. A ou cada bossagem correspondente (155d, 155'd) pode também ser espaçada de uma distância determinada Sb ou Sb'(respectivamente) da face de extremidade correspondente (152, 152') que é destinada a ser adjacente a essa espaço (13, 14). As distâncias determinadas Sb e Sb' estão tipicamente compreendidas entre 10 e 30% da compreendido L1 desses tijolos (15a, 15b).

No modo de realização da invenção, ilustrado na figura 3, essa cavidade (158d, 158'd) não se estende até a face de extremidade oposta à junta, isto é, que não desemboca sobre essa face de extremidade.

Essas dimensões E e E1 são, de preferência, a aproximadamente 20% do comprimento L1 dos tijolos, e tipicamente inferiores a 15% de L1 aproximadamente, a fim de evitar fragilizú-fos.

Nas figuras 3 e 5, os tijolos 15a, 15b e 15c correspondem res-pectivamente a esses primeiro, segundo e terceiro tijolos. A junta de dilatação (13, 14) corresponde ao espaçamento, de largura J, entre a face de extremidade do primeiro tijolo (15a) e a face de extremidade do segundo tijolo (15b) diante desta. A junta de dilatação (13, 14) está, de preferência, situado sensivelmente no centro do terceiro tijolo (15c),a fim de simplificar a realização da ligação.

Uma divisória comporta tipicamente uma pluralidade de juntas de dilatações (13, 14), de preferência pelo menos uma junta de dilatação por fileira de tijolos contínua. A utilização de várias juntas de dilatação para uma mesma fileira de tijolos permite repartir a compensação das dilatações e evitar assim uma grande abertura entre os dois tijolos que delimitam a junta, o que poderia fragilizar a divisória. Na prática, conforme mostra a figura 5, é suficiente dispor apenas juntas de dilatação nas fileiras de tijolos que não interrompidas por uma abertura (6) (fileiras C1 a C4 na figura 5).

As juntas de dilatação de uma divisória podem ser de diferentes larguras J. Por exemplo, a divisória ilustrada na figura 5 compreende juntas de dilatação de duas larguras diferentes, a saber as juntas 13 que têm uma primeira largura J1 e as juntas 14 que têm uma segunda largura J2. A fim de conseguir o mesmo grau de liberdade para absorver a dilatação dos tijolos nesse caso particular, a primeira largura J1 das juntas 13 é igual a aproximadamente a metade da segunda largura J2 das juntas 14, pois as fileiras C1 e C3 comportam um número de juntas de dilatação (13) igual ao dobro do número de juntas de dilatação (14) das fileiras intermediárias C2 e C4. A largura J das juntas de dilatação é, de preferência, estreita em relação ao comprimento L1 dos tijolos, a fim de não afetar sensivelmente a solidez da divisória. A largura J dos tijolos é tipicamente 5 mm a 20 mm. No caso ilustrado na figura 5 na qual as juntas têm duas larguras diferentes, a primeira largura J1 está tipicamente compreendida entre 10 a 20 mm e a segunda largura J2 está tipicamente compreendida entre 5 e 10 mm.

De acordo com a invenção, esse primeiro, esse segundo e esse terceiro tijolos não são chumbados rigidamente um no outro, a fim de permitir seu deslocamento relativo, quando da utilização do forno. Em particular, é preferível não introduzir material de chumbamento entre esses tijolos. Um material refratário não chumbável pode vantajosamente ser interposto entre esses tijolos para facilitar seus deslocamentos relativos, para ajustar o nível e/ou para aumentar a estanqueidade.

Em um modo de realização preferido da invenção, o segundo tijolo (15b) comporta também pelo menos uma cavidade (158'd) sobre sua face de ligação diante do terceiro tijolo (15c), essa cavidade (158'd) tendo uma dimensão E' no sentido do comprimento L da divisória, o terceiro tijolo (15c) comporta pelo menos uma segunda bossagem (155'd) sobre sua face de ligação diante do segundo tijolo (15b), essa segunda bossagem (155'd) tendo uma dimensão B' no sentido do comprimento L da divisória e sendo encaixado nessa cavidade, a dimensão E' dessa cavidade (158'd) é maior do que a dimensão B' dessa segunda bossagem (155'd), e essa cavidade (158‘d) é espaçado de uma distância determinada Se' da face de extremidade (1521) adjacente a essa espaço (13, 14). Essa configuração preferencial permite simplificar simplesmente a concepção e a realização da divisória. A figura 3 ilustra um modo de realização no qual cada um dos dois tijolos que delimitam a junta de dilatação (13, 14), isto é, o primeiro (15a) e o segundo (15b) tijolos, possui um elemento de bloqueio, de acordo com a invenção, a saber uma cavidade (158d, 158'd) mais larga do que a bossagem correspondente (155d, 155'd) sobre esse terceiro tijolo (15c) e espaçado de uma distância determinada (Se, Se1) do espaço (13, 14) que forma a junta de dilatação. Nesse modo de realização, as dimensões (E e E', B e B') e as distâncias (Se e SE', Sb e Sb') são tipicamente sensivelmente iguais, respectivamente. A diferença D ou D' entre essa dimensão E ou E1 e essa dimensão B ou B', respectivamente, é, de preferência, superior a 10 mm, de prefe- rência ainda superior a 12 mm, e tipicamente compreendida entre 14 e 20 mm. Uma diferença inferior a 10 mm não permite assegurar uma margem de deslocamento relativo desses tijolos suficiente para compensar a dilatação da divisória.

Nas figuras 3 e 5, esse primeiro tijolo (15a) se situa acima desse terceiro tijolo (15c), essa cavidade (158d) é virada para baixo e se situa sobre esse primeiro tijolo (15a) e essa primeira bossagem correspondente (155d) é virado para cima e se situa sobre esse terceiro tijolo (15c). A configuração é, de preferência, a mesma na variante da invenção, segundo a qual o segundo tijolo (15b) comporta uma cavidade (158'd) e o terceiro tijolo (15c) comporta uma segunda bossagem (155'd).

Vantajosamente, os tijolos podem ser superpostos, de maneira que, a frio (no momento da montagem da divisória), o centro dessa primeira e/ou segunda bossagem (155d, 155'd) seja defasado de uma distância determinada C ou C', respecfivamente, em relação ao centro da cavidade correspondente (158d, 158‘d). Por exemplo, conforme ilustrado nas figuras 3 e 5, o centro da cavidade (158d, 158'd) é mais afastado da junta de dilatação (13, 14) que o centro da bossagem (155d, 155'd); o espaço A entre a superfície da bossagem (155d, 155'd) e a superfície da cavidade correspondente (158d, 158'd) é então menor do lado da junta de dilatação (e, portanto, desse espaço (13, 14)) que do lado oposto. Essa disposição permite limitar eficazmente a abertura da junta de dilatação no decorrer de utilização do forno. A fim de limitar as trocas gasosas através da divisória, essas bossagens (155d, 155'd) e essa primeira e essa segunda cavidades (158d, 158'd) podem não se estender até pelo menos uma dessas faces laterais (151), isto é, podem não desembocar sobre pelo menos uma das faces laterais (151).

As bossagens (155) e as cavidades (158) podem assumir diferentes formas. Tais como ilustrados nas figuras 3 a 7, as bossagens (155)assumem tipicamente a forma de cordões e as cavidades (158) assumem a forma de calhas. Em um modo de realização vantajoso da invenção, essa primeira bossagem (155d) é um primeiro cordão reto, disposto perpen- dicularmente às faces laterais do tijolo (e portanto perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória), e essa primeira cavidade (158d) é uma primeira calha reta, disposta perpendicularmente às faces laterais do tijolo (e portanto perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória ). A largura do primeiro cordão reto corresponde a essa dimensão B e a largura da primeira calha reta corresponde a essa dimensão E. De forma similar, se for o caso, essa segunda bossagem (155'd) é vantajosamente um segundo cordão reto, disposto perpendicularmente às faces laterais do tijolo (e, portanto, perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória), e essa cavidade correspondente (158'd) é vantajosamente uma calha reta, disposta perpendicularmente às faces laterais do tijolo (e, portanto, perpendicularmente, ao sentido do comprimento L da divisória). A largura do segundo cordão deve corresponder a essa dimensão B' e a largura da calha reta correspondente corresponde a essa dimensão E'.

De maneira vantajosa, esse primeiro (15a) e esse segundo (15b) tijolos comportam, além disso, pelo menos uma calha reta (158a, 158b) disposta paralelamente às faces laterais (151) (e, portanto, paralelamente no sentido do comprimento da divisória) e esse terceiro tijolo (15c) comporta pelo menos um cordão reto (155a, 155b) também disposto paralelamente às faces laterais (151) (e portanto paralelamente no sentido do comprimento da divisória) e correspondente a esse cordão reto. Esses cordões e essas calhas podem assim orientar o deslocamento dos tijolos uns em relação aos outros, quando das dilatações térmicas e manter a coesão da divisória. A fim de simplificar sua realização e sua utilização, os tijolos segundo essa variante da invenção comportam vantajosamente pelo menos um cordão reto (155a, 155b) disposto paralelamente às faces laterais (151) sobre uma face de ligação (tipicamente sobre a primeira face de ligação (153)) e pelo menos uma calha reta (158a, 158b), correspondendo a esse cordão reto (e diante deste), também disposta paralelamente às faces laterais (151) sobre a face de ligação oposta (tipicamente sobre a segunda face de ligação (156)). A fim de se conseguir, de maneira simples, o suplemento dimensional, de acordo com a invenção, a ou cada calha reta (158d, 158'd) pode possuir um fundo sensivelmente achatado de largura determinada P ou P', essa largura sendo tipicamente superior ou igual a essa diferença D ou D', respectivamente. Essa variante da invenção apresenta a vantagem de permitir evitar diminuir a espessura do tijolo a nível da(s) calhas (158d, 158'd). No exemplo de realização ilustrado na figura 4, o centro da cavidade destinado a ficar situado do lado desse espaço (13, 14) está então a uma distância Sc (tipicamente igual a d2 + P/2) da face de extremidade (152) correspondente. A distância Sc está tipicamente compreendida entre 15 e 30% do comprimento L1 do tijolo.

Conforme ilustrado no exemplo da figura 4, o centro dessa bossagem (155d) pode ser defasado de uma distância determinada Cp em relação ao centro da cavidade correspondente (158d). A distância de defasagem Cp é pequena em relação ao comprimento L1 do tijolo; ela está tipicamente compreendida entre 5 e 12 mm. Nesse exemplo. A defasagem Cp é sensivelmente igual à metade da largura P do fundo chato das calhas correspondentes e corresponde tipicamente à metade dessa diferença D. A invenção se aplica vantajosamente aos casos em que essa divisória é uma das paredes transversais (4) desse forno, pois essas paredes têm geralmente um grande comprimento. A invenção é particularmente vantajosa nos casos em que essas paredes (4) comportarem chanfraduras (5') nas quais são encaixadas divisórias ocas (3), pois a limitação dos deslocamentos relativos dos tijolos permite limitar as variações de largura da chanfradura (5‘) e de preservar a estanqueidade das juntas de dilatação estanques entre as divisórias ocas (3) e a borda das chanfraduras (5‘). Nessa aplicação, a parede comporta tipicamente tijolos, de acordo com a invenção (15', 15") e dos tijolos conhecidos (16, 17). Os tijolos (15‘, 15") de acordo com a invenção, e mais precisamente esse primeiro (15a), segundo (15b) e terceiro (15c) tijolos são colocados total ou parcialmente nas chanfraduras (5'). As figuras 5 a 7 se referem mais especificamente a essa aplicação vantajosa da invenção. A figura 5(A) mostra uma disposição dos tijolos de uma parede transversal (4), segundo a invenção, representado em vista parcial e em perspectiva. A figura 5(B) ilustra o encaixe desse primeiro (15a), segundo (15b) e terceiro (15c) tijolos. Nesse exemplo, o tijolo 15c é um tijolo "de dupla junta"(15‘) como aquele ilustrado na figura 6, e os tijolos 15a e 15b são tijolos "mistos" ou "com junta única"(15"), conforme aquele ilustrado na figura 7.

Nas figuras 6 e 7, a figura (A) corresponde a uma face lateral (151) do tijolo, a figura (B) corresponde a uma face de ligação (153 ou 156), a figura (C) corresponde a uma face de extremidade (152) e a figura (D) corresponde à face de ligação oposta àquela da figura (B).

Os tijolos (15') localizados no centro das chanfraduras (51) e representas na figura 6, possuem, sobre uma face de ligação (153), dois cordões retos (155a, 155b) retos paralelos às faces laterais (151) e dispostos à mesma distância d1 das faces laterais (151), e sobre a face de ligação oposta (156), duas calhas (158a, 158b) retas, paralelas às faces laterais (151), e sobre a face de ligação oposta (156), duas calhas (158a, 158b) retas, paralelas às faces laterais (151), sensivelmente diante dos cordões correspondentes (155a, 155b) e sensivelmente complementares a estes. Esses tijolos (15') possuem também, sobre uma face de ligação (153), dois cordões (155d, 155'd) retos perpendiculares às faces laterais (151) e dispostos a uma mesma distância d2 das faces de extremidade (152, 152')e, sobre a face de ligação oposta (156), duas calhas (158d, 158'd) retas, perpendiculares às faces laterais (151), sensivelmente diante dos cordões correspondentes (155c, 155d) e sensivelmente complementares a estes. A largura Re R' destas duas últimas calhas (158d, 158'd) tem um suplemento P e P1 em relação à largura B e B' dos dois cordões(155d, 155'd) correspondentes.

Os tijolos (15") situados sobre o lado das chanfraduras (5') e representados na figura 7, possuem, sobre uma face de ligação (153), um primeiro cordão (155d) reto, perpendicular às faces laterais (151) e disposto a uma distância d2 de uma primeira face de extremidade (152) e sobre a face de ligação oposta (156) uma primeira calha (158 d) reta, perpendicular às faces laterais (151), sensivelmente diante do cordão correspondente (155d) e sensivelmente complementar a este. A largura E dessa primeira calha (158d) tem um suplemento de largura P em relação à largura B do primeiro cordão (155d) correspondente. Esses tijolos (15") possuem também, sobre a mesma face de ligação (153) que o primeiro cordão, um segundo cordão (155c) reto, perpendicular às faces laterais (151) θ disposto a uma mesma distância d2 da face de extremidade (152') oposta à primeira face de extremidade (152), e, sobre a face de ligação oposta (156), uma segunda calha (158c) reta, perpendicular às faces laterais (151), sensivelmente diante do cordão correspondente (155c) e sensivelmente complementar a este. A largura E' da segunda calha (158c) é menor do que essa dimensão E. A largura B1 do segundo cordão (155c) é sensivelmente igual a essa dimensão B. A configuração das cordões 155a, 155b e 155c e das calhas 158a, 158b e 158c as tornam compatíveis com os tijolos (16) utilizados para a construção dos elementos da parede (4). Esses tijolos (15") possuem, além disso, sobre uma face de ligação (153), dois cordões (155a, 155b) retos, paralelos às faces laterais (151) e dispostos à mesma distância d1 das faces laterais (151) e, sobre a face de ligação oposta (156), duas calhas (158a, 158b) retas, paralelas às faces laterais (151), sensivelmente diante dos cordões correspondentes (155a, 155b) e sensivelmente complementares a estes.

Os tijolos (15') e (15") possuem, além disso, superfícies planas (154, 157) entre os cordões e as calhas que servem de superfície de deslizamento (19) dos tijolos uns sobre os outros (vide figura 3).

Tais como ilustrados nas figuras 5 a 7, os tijolos, de acordo com a invenção, aí compreendidas suas bossagens e cavidades, podem ser simétricas em relação a um plano paralelo às faces laterais (151), a fim de simplificar sua utilização.

Os tijolos, de acordo com a invenção, possuem tipicamente uma forma sensivelmente hexaédrica, e, em particular, uma forma sensivelmente paralelepipédica.

Essas bossagens e cavidades têm tipicamente uma forma arredondada. Por exemplo, tal como ilustrado na figura 4, essa forma arredondada pode ser definida no todo ou em parte por raios de curvaturas R1, R2, R3 e R4, cujo centro pode se situar no plano da superfície plana da face de ligação ou ser defasado de uma distância X em relação a essa superfície. O forno com fogo giratório, de acordo com a invenção, é desti- nado ao cozimento de blocos carbonados, notadamente os anodos de célula de eletrólise ígnea destinados à produção de alumínio.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Forno com fogo giratório, comportando uma pluralidade de divisórias internas (3, 4) que formam uma série de câmaras (1, 10, 11, 12) de cozimento distintas e alvéolos (2) no interior dessas câmaras, essas divisórias (3, 4) comportando paredes transversais (4) para separar essas câmaras e divisórias ocas (3) para separar os alvéolos (2), pelo menos uma dessas divisórias internas (3, 4) sendo formada de uma pluralidade de tijolos (15, 16, 17) em material refratário, incluindo pelo menos um primeiro (15a), um segundo (15b) e um terceiro (15c) tijolos, comportando, cada um, pelo menos duas faces laterais (151) opostas, dispostas paralelamente ao sentido do comprimento L da divisória, duas faces de extremidades (152, 152') opostas e duas faces de ligação (153, 156) opostas e compreendendo, cada uma, pelo menos uma superfície plana (154, 157), o primeiro (15a) e o segundo tijolos (15b) ficando localizados acima e abaixo do terceiro tijolo (15c) e colocados de maneira que sua face de extremidade diante uma da outra sejam separadas de um espaço (13, 14) de largura J, caracterizado pelo fato de o primeiro tijolo (15a) comportar pelo menos uma primeira cavidade (158d) sobre sua face de ligação diante do terceiro tijolo (15c), essa cavidade (158d) tendo uma dimensão E no sentido do comprimento L da divisória, pelo fato de o terceiro tijolo (15c) comportar pelo menos uma primeira bossagem (155d) sobre sua face de ligação diante do primeiro tijolo (15a), essa primeira bossagem (155d) tendo uma dimensão B no sentido do comprimento L da divisória e sendo encaixada nessa cavidade, pelo fato de, de maneira a permitir deslocamentos relativos entre o primeiro e o terceiro tijolo no sentido do comprimento da divisória em curso de utilização do forno, essa dimensão E dessa cavidade (158d) ser maior do que essa dimensão B dessa primeira bossagem (155d), e pelo fato de, de maneira a formar um batente para essa bossagem do lado desse espaço, essa cavidade (158d) ser espaçada de uma distância determinada Se da face de extremidade (152) adjacente a esse espaço (13, 14).

2. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o centro dessa primeira bossagem (155d) ser defasada de uma dis- tância determinada C em relação ao centro dessa cavidade (158d).

3. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a defasagem ser tal que o espaço entre a superfície da bossagem (155d) e a superfície da cavidade (158d) ser menor do lado desse espaço (13, 14) do que do lado oposto.

4. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a distância determinada Se estar compreendida entre 10 e 30% do comprimento L1 do primeiro tijolo (15a).

5. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de essa primeira bossagem (155d) ser espaçada de uma distância determinada Sb da face de extremidade (152) adjacente a esse espaço (13, 14).

6. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de essa primeira bossagem (155d) ser um primeiro cordão reto, disposto perpendicularmente no sentido do comprimento L da divisória e essa primeira cavidade (158d) ser uma primeira calha reta, disposta perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória.

7. Forno, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de essa calha reta (158d) possuir um fundo sensivelmente plano de largura P superior ou igual à diferença D entre essa dimensão E e essa dimensão B.

8. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de a diferença D entre essa dimensão E e essa dimensão B ser superior a 10 mm.

9. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o segundo tijolo (15b) comportar também pelo menos uma cavidade (158'd) sobre sua face de ligação diante do terceiro tijolo (15c), essa cavidade (158'd) tendo uma dimensão E1 no sentido do comprimento L da divisória, pelo fato de o terceiro tijolo (15c), essa cavidade (158'd) tendo uma dimensão E’ no sentido do comprimento L da divisória, pelo fato de o terceiro tijolo (15c) comportar pelo menos uma segunda bossagem (155'd) sobre sua face de ligação diante do segundo tijolo (15b), essa segunda bossagem tendo uma dimensão B' no sentido do comprimento L da divisória e sendo encaixada nessa cavidade, pelo fato de a dimensão E' dessa cavidade (158’d) ser maior do que a dimensão B1 dessa segunda bossagem (155'd), e pelo fato de essa cavidade (158'd) ser espaçada de uma distância determinada Se‘ da face de extremidade (152') adjacente a esse espaço (13, 14).

10. Forno, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o centro dessa segunda bossagem (155'd) ser defasado de uma distância determinada C' em relação ao centro da cavidade correspondente (158'd).

11. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de a defasagem ser tal que o espaço entre a superfície da segunda bossagem (155'd) e a superfície da cavidade correspondente (158'd) ser menor do lado desse espaço (13, 14) do que do lado oposto.

12. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de a distância determinada Se' estar compreendida entre 10 e 30% do comprimento L1 do segundo tijolo (15b).

13. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de essa segunda bossagem (155'd) ser espaçada de uma distância determinada Sb' da face de extremidade (152') adjacente a esse espaço (13,14).

14. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de essa segunda bossagem (155'd) ser um segundo cordão reto, disposto perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória e essa cavidade correspondente (158'd) ser uma calha reta, disposta perpendicularmente ao sentido do comprimento L da divisória.

15. Forno, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de essa calha (158'd) possuir um fundo sensivelmente plano de largura P' superior ou igual à diferença D' entre essa dimensão E' e essa dimensão B'.

16. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizado pelo fato de a diferença D1 entre essa dimensão E‘ e essa dimensão B' ser superior a 10 mm.

17. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de esses primeiro (15a) e segundo (15b) tijolos comportarem, além disso, pelo menos uma calha reta (158a, 158b) disposta paralelamente a essas faces laterais (151) e pelo fato desse terceiro tijolo (15c) comportar pelo menos um cordão reto (155a, 155b) também disposto paralelamente a essas faces laterais (151) e correspondendo a essa calha.

18. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de essa divisória ser uma das paredes transversais (4) desse forno.

19. Forno, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de essa parede transversal (4) comportar chanfraduras (5'), nas quais são encaixadas divisórias ocas (3), e pelo fato de esse primeiro (15a), segundo (15b) e terceiro (15c) tijolos serem colocados no total ou em parte nas chanfraduras (5‘).

20. Tijolo (15, 15', 15") em material refratário, capaz de ser utilizado em divisórias internas (3, 4) de um forno com fogo giratório, comportando pelo menos duas faces laterais opostas (151), uma primeira face de extremidade (152), uma segunda face de extremidade (152') oposta à primeira face de extremidade (152), uma primeira face de ligação (153) compreendendo pelo menos uma superfície plana (154) e pelo menos uma primeira bossagem (155d) e uma segunda face de ligação (156) oposta à primeira face de ligação e compreendendo pelo menos uma superfície plana (157) e pelo menos uma primeira cavidade (158d), essa bossagem (155d) tendo uma dimensão B em uma direção paralela a essas faces laterais (151) , essa cavidade (158d) tendo uma dimensão E em uma direção paralela a essas faces laterais (151), caracterizado pelo fato de a dimensão E ser maior do que a dimensão B, e pelo fato de essa cavidade (158d) ser espaçada de uma distância determinada Se da primeira face de extremidade (152) .

21. Tijolo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o centro dessa primeira cavidade (158d) ser defasado de uma distância Cp em relação ao centro dessa primeira bossagem (155d).

22. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 ou 21, caracterizado pelo fato de a distância de defasagem Cp estar compreendida entre 5 e 12 mm.

23. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato de a diferença D entre essa dimensão E e essa dimensão B ser superior a 10 mm.

24. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de a distância determinada Se estar compreendida entre 10 e 30% do comprimento L1 do tijolo.

25. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 24, caracterizado pelo fato de essa primeira bossagem (155d) ser também espaçada de uma distância determinada Sb da primeira face de extremidade (152).

26. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 25, caracterizado pelo fato de comportar uma segunda calha reta (158c), disposta perpendicularmente a essas faces laterais (151) e pelo fato da largura E' dessa segunda calha ser menor do que essa dimensão E.

27. Tijolo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de essa calha (158d) possuir um fundo sensivelmente chato de largura determinada P.

28. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 ou 27, caracterizado pelo fato de comportar uma segunda calha reta (158c), disposta perpendicularmente a essas faces laterais (151), e pelo fato de a largura E' dessa segunda calha ser menor do que essa dimensão E.

29. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 27, caracterizado pelo fato de comportar uma segunda calha reta (158'd), disposta perpendicularmente a essas faces laterais (151), e pelo fato de a largura E' dessa segunda calha ser sensivelmente igual a essa dimensão E.

30. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 ou 29, caracterizado pelo fato de a segunda calha reta ser espaçada de uma distância determinada Se1 da segunda face de extremidade (152j.

31. Tijolo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de a distância determinada Se1 estar compreendida entre 10 e 30% do comprimento L1 do tijolo.

32. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 31, caracterizado pelo fato de comportar um segundo cordão reto espaçado de uma distância determinada Sb' da segunda face de extremidade (152').

33. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de a segunda calha reta ficar situada sobre a mesma face de ligação (153) que a primeira calha reta.

34. Tijolo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 33, caracterizado pelo fato de comportar pelo menos um cordão reto (155a, 155b) disposto paralelamente às faces laterais (151) sobre uma face de ligação e pelo menos uma calha reta (158a, 158b), correspondente a esse cordão reto, também disposta paralelamente às faces laterais (151) sobre a face de ligação oposta.

35. Processo de fabricação de blocos carbonados (31), no qual: - são introduzidos blocos carbonados brutos em um forno, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 19; - é efetuado um ciclo de cozimento determinado: - são retirados os blocos carbonados cozidos do forno.

36. Processo de fabricação, de acordo com a reivindicação 35, no qual os blocos carbonados são anodos de célula de eletrólise destinada à produção de alumínio.

37. Utilização de um forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, para o cozimento de blocos carbonados.