EP0466530A1 - Paroi de four et son procédé de réalisation - Google Patents

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EP0466530A1
EP0466530A1 EP91401580A EP91401580A EP0466530A1 EP 0466530 A1 EP0466530 A1 EP 0466530A1 EP 91401580 A EP91401580 A EP 91401580A EP 91401580 A EP91401580 A EP 91401580A EP 0466530 A1 EP0466530 A1 EP 0466530A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/144—Supports for ceramic fibre materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements

Definitions

  • the present invention relates to furnace walls, more particularly to a process for producing a roof wall and the right foot of an industrial oven.
  • Industrial ovens in which ceramics, earthenware (bricks or other) are fired, etc. consist of a gas-tight metal wall from the outside towards the inside, then of a series of refractory materials arranged in successive layers.
  • the stack of insulating materials is held against the metal wall by anchors which are on the one hand welded to the internal ribs of the sheet and on the other hand anchored in the refractory lining, as shown in FIG. 1.
  • the materials are the same dimensions as the plate on which they are previously stacked.
  • the object of the invention is to overcome this drawback and an object is an industrial oven wall of the type comprising an external metal shield, characterized in that it comprises a layer of elastic insulating material compressed in the direction perpendicular to the shield.
  • the slab is presented obliquely and rests on the shoulders of the hooves closest to the previous row.
  • the layer of compressed fibers is introduced on the inclined surface; remove the straps and straighten the slab.
  • the wall according to FIG. 1 represents a known vault: it comprises an outer metal sheet 100, this sheet having a succession of grooves 101 and ribs 102.
  • the anchors 105 are arranged, on the inner side, at the top of the ribs, and are there welded.
  • the refractory materials are arranged in successive layers and held by the anchors. The compaction of the materials and the progressive collapse of the layers allows the passage of gases and their accumulation at the bottom of the grooves.
  • the water in vapor condenses and runs on the edge of the ribs. This condensate is very corrosive and attacks the welds and the shell.
  • the number of layers of panels is provided so as to leave a substantial space 14 between the last layer and the lower pavement, into which the compressed stretch layer is introduced.
  • the dimension of this space 14 and the initial compression of the layer of fibers 11 are chosen so that the layer 11 can be easily introduced and, after expansion, it is still compressed. Thus all of the layers between the paving and the metal wall are permanently in compression.
  • the space 14 is approximately 220 millimeters and the layer 11 of compressed fibers consists of superimposed strips; before compression the thickness is of the order of 275 millimeters.
  • This layer is compressed, the thickness being reduced to 200 millimeters, and thus maintained by straps. It is introduced, placed on the paving and the straps are removed. The layer relaxes and fills the space of 220 millimeters.
  • the compressed layer can be produced in various ways without departing from the scope of the invention; the sheet can in particular be compressed without being cut into superimposed strips, but wound or folded over itself several times, etc.
  • the flattening of the paving and the compressed layers is carried out, in the embodiment, as follows: first of all the rods 6 (without shoe 9) and the first inextensible layers 12, 13 are flat . The tiles are then installed one by one with the layers compressed, and held by the shoes.
  • the tiles have on at least two opposite edges connecting means allowing each of them to rest and / or restrain on its neighbor.
  • These connecting means are for example made by concordant shape, of the tenon-mortise type, recess-projection in general, tile profile, free hinge, etc.
  • the wall is in compression throughout its thickness, which avoids the formation of pockets and passages allowing gas leaks.
  • This oven wall can be made both for the vaults, which are substantially horizontal, and for the vertical walls.

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Abstract

Paroi de four industriel du type comportant un blindage métallique extérieur caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une couche de matériau isolant (11) élastique en compression dans le sens perpendiculaire au blindage sur toute sa surface. <IMAGE>

Description

  • la présente invention concerne les parois de four, plus particulièrement un procédé de réalisation de paroi de voûte et de pied droit de four industriel.
  • Les fours industriels dans lesquels on fait cuire des céramiques, des produits en terre (briques ou autre), etc. sont constitués de l'extérieur vers l'intérieur d'une paroi métallique étanche aux gaz, puis d'une série de matériaux réfractaires disposés en couches successives.
  • La construction de ces fours présente deux difficultés majeures du fait principalement que la cuisson est réalisée en milieu gazeux corrosif:
    • 1°- la paroi extérieure doit être absolument étanche
    • 2°- les matériaux isolants doivent être bien répartis sur la surface de la tôle pour ne pas laisser de cavité au voisinage de la paroi de métal dans lesquelles le gaz corrosif et de la vapeur d'eau pourraient venir et ensuite détériorer la paroi.
  • On sait réaliser de tels fours, notamment par le procédé décrit au FR 70 43726 dans lequel la paroi extérieure est une tôle présentant un profil crénelé ou ondulé. Les plaques de métal sont assemblées et soudées bord à bord, ce qui forme une ossature.
  • Dans ce procédé l'empilage de matériaux isolants est maintenu contre la paroi de métal par des ancrages qui sont d'une part soudés aux nervures intérieures de la tôle et d'autre part ancrés dans le revêtement réfractaire, tomme le montre la figure 1. Selon ce procédé les matériaux sont de mêmes dimensions que la plaque sur laquelle ils sont préalablement empilés.
  • Cependant ce procédé n'empêche pas les soudures d'être attaquées par la présente corrosive d'eau et de soufre, et assez rapidement le four n'est plus étanche.
  • En effet, alors que les panneaux de laine minérale qui comprennent des liants restent relativement rigides, les nappes or fibres-s'affaissent, ce qui crée des passages pour le gaz notamment à la jonction entre deux plaques adjacentes et fait apparaître des poches que le gaz remplit. Et cet affaissement est d'autant plus grand que l'écartement des ancrages est important. Le qaz chaud attaque les soudures qui cèdent progressivement en laissant un orifice de fuite.
  • L'invention a pour objectif de résoudre cet inconvénient et pour objet une paroi de four industriel du type comportant un blindage métallique extérieur caractérisé par le fait qu'elle comporte une couche de matériau isolant élastique comprimée dans le sens perpendiculaire au blindage.
  • L'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes:
    • l'ossature est réalisée avec une tôle profilée comportant une succession d'ondes c'est à dire de rainures et nervures;
    • les ancrages sont fixés au fond des rainures;
    • la surface intérieure de la paroi est tapissée de laine minérale tassée, de façon à remplir les rainures et à présenter une surface sensiblement plane et régulière;
    • entre la surface intérieure de la paroi métallique et la couche de fibres comprimées la paroi comporte au moins une couche de laine minérale comprimée inextensible ou analogue; de préférence ces touches sont constituées de panneaux juxtaposés, maintenus de manière connue en soi par des crans d'arrêt ou tout autre moyen équivalent prévus sur les ancrages.
    • les dalles comportent un moyen de liaison entre elles permettant à chacune de s'appuyer et se retenir sur sa ou ses voisines.
  • L'invention porte encore sur un procédé de réalisation de la paroi de four industriel ainsi définie dans lequel on prépare en premier lieu une ossature ou blindage en tôle dont la surface orientée vers l'intérieur du four est revêtue d'un produit anticorrosion, caractérisé en ce que:
    • 1°.- on installe des tiges d'ancrages sur la paroi de voûte,
    • 2°.- pour chaque dalle, successivement:
      • on présente une dalle entre deux tiges adjacentes, celle ci étant maintenue par un supprt inférieur,
      • on pose sur la dalle au moins une couche de fibres céramiques préalablement comprimées, et maintenues dans cet état par des sangles ou tout autre moyen,
      • on enlève les sangles, de telle sorte que la couche de fibres céramique se détende et occupe tout le volume séparant la dalle de la paroi, tout en restant comprimée.
      • on ajuste le positionnement de la dalle, et l'on met en plate aux extrémités des tiges des sabots de maintien des dalles.
  • De préfèrence la dalle est présentée en oblique et repose sur les épaulements des sabots les plus proches de la rangée précédente. On introduit la couche de fibres comprimées sur la surface inclinée; on enlève les sangles et l'on redresse la dalle.
  • A titre d'exemple et afin de mieux comprendre l'invention on a représenté au dessin annexé un mode de réalisation de paroi de four industriel selon l'invention sur lequel:
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une paroi selon la technique antérieure;
    • les figures 2a, 2b sont deux vues schématiques en coupe d'une paroi selon l'invention, sur laquelle on a représenté les différentes étapes du procédé de montage.
  • La paroi selon la figure 1 représente une voûte connue: elle comporte une tôle extérieure 100 en métal, cette tôle présentant une succession de rainures 101 et nervures 102. Les ancrages 105 sont disposés, du côté intérieur, au sommet des nervures, et y sont soudés. Les matériaux réfractaires sont disposées en couches successives et maintenus par les ancrages. Le tassement des matériaux et l'affaissement progressif des couches permet le passage des gaz et leur accumulation au fond des rainures. L'eau en vapeur se condense et ruiselle sur le bord des nervures. Ce condensat est très corrosif et attaque les soudures et l'enveloppe.
  • La paroi selon l'invention comporte:
    • 1°.- une tôle extérieure 1 métallique ou blindage.
      Celle-ci est mise en plate par plaques profilées ondulées présentant une alternance de nervures 2 et rainures 3, les plaques étant assemblées de manière à assurer l'étanchéité, par soudure 4 ou tout autre moyen connu. La face intérieure est traitée contre la corrosion: sablage, enduit de résine,etc.
    • 2°.- des ancrages 5 fixés au fond des rainures 3 par boulonnage, soudage ou tout autre moyen équivalent, traités selon le tas contre la corrosion.
      Ces ancrages comportent une tige 6, le long de laquelle sont prévus des organes 7, connus en soi, destinés à maintenir des plaques de matériaux isolants 8, et qui portent à leur extrémité un sabot 9, en matériau réfractaire, circulaire ou autre présentant un épaulement. Les ancrages sont répartis le long des rainures et transversalement dans toutes ou partie des rainures consécutives de manière à former un quadrillage régulier. Comme le montre la figure 2, les sabots sont prévus pour porter des dalles 10 également en matériau réfractaire.
      La surface intérieure du four est dont formée par ces dalles maintenues par les sabots.
    • 3°.- entre la tôle et les dalles au moins une couche 11 extensible de fibres céramiques comprimées.
      Le nombre de couches de fibres varie notamment selon leurs caractéristiques techniques (coefficient de transfert thermique,...) et la température maximale du four.
  • Dans l'exemple de réalisation on dispose une première couche 12 de laine minérale tassée sur la paroi métallique de façon à remplir les rainures et à former une surface sensiblement plane.
  • Sous cette première couche on dispose successivement plusieurs couches 13 de laine minérale comprimée (par exemple trois) présentées sous forme de panneaux inextensibles juxtaposés. Ces panneaux sont maintenus appliqués contre la paroi métallique ou, dans l'exemple contre la première couche, par les organes de maintien 7 prévus le long des tiges des ancrages 6.
  • Selon l'invention, le nombre de couches de panneaux est prévu de manière à laisser un espace substantiel 14 entre la dernière couche et le dallage inférieur, dans lequel est introduite la couche extensible comprimée.
  • la dimension de cet espace 14 et la compression initiale de la couche de fibres 11 sont choisies de telle sorte que la couche 11 puisse être facilement introduite et, qu'après expansion, elle soit encore comprimée. Ainsi l'ensemble des couches entre le dallage et la paroi métallique est en permanente en compression.
  • Dans l'exemple de réalisation, l'espace 14 est de 220 millimètres environ et la couche 11 de fibres comprimées est constituée de lés superposés; avant compression l'épaisseur est de l'ordre de 275 millimètres. Cette couche est comprimée, l'epaisseur étant réduite à 200 millimètres, et maintenue ainsi par des sangles. Elle est introduite, posée sur le dallage et on enlève les sangles. La couche se détend et remplit l'espace des 220 millimètres.
  • Cet exemple n'est pas limitatif et la couche comprimée peut être réalisée de diverse manières sans sortir du champ de l'invention; le lé peut notamment être comprimé sans être découpé en bandes superposées, mais enroulé ou encore replié sur lui-même plusieurs fois, etc
  • La mise en plate du dallage et des couches comprimées s'effectue, dans l'exemple de réalisation, de la manière suivante: on met tout d'abord les tiges 6 (sans sabot 9) et les premières couches inextensibles 12, 13 en plate. On installe ensuite une par une les dalles avec les couches comprimées, et maintenues par les sabots. De façon plus détaillée on vient présenter une dalle entre deux rangées consétutives de tiges 6′, 6˝; la dalle repose par un de ses bords sur les épaulements des sabots d'extrémités 9′ déjà en place et est maintenue en position inclinée vers le bas, tomme le montre la figure 2a, par tout support 16; on introduit alors la couche comprimée par le bord supérieur, on retire et enlève les sangles 17: la couche occupe alors tout le volumme (figure 2b); on redresse la dalle, ce qui comprime la couche, jusqu'au niveau désiré et on installe les sabots 9".
  • Le procédé de réalisation qui vient d'être décrit n'est pas limitatif et d'autres procédés peuvent être envisagés sans sortir du champ de l'invention.
  • En outre selon un variante de réalisation non représentée les dalles présentent sur au moins deux bords opposés des moyens de liaison permettant à chacune d'elle de s'appuyer et/ou se retenir sur sa voisine. Ces moyens de liaison sont par exemple réalisés par concordante de forme, du type tenon-mortaise, evidement-saillie en général, profil de tuile, charnière libre, etc.
  • La paroi est en compression dans toute son épaisseur, ce qui évite la formation de poches et de passages permettant les fuites de gaz.
  • Cette paroi de four peut être réalisée aussi bien pour les voûtes, sensiblement horizontales, que pour les parois vertitales.

Claims (6)

  1. Paroi de four industriel du type comportant un blindage métallique extérieur caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une couche de matériau isolant (11) élastique en compression dans le sens perpendiculaire au blindage sur toute sa surface.
  2. Paroi de four selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'ossature ou blindage est realisé avec une tôle (1) profilée comportant une succession de rainures (3) et nervures (2).
  3. Paroi de four selon la revendication 2 caractérisée en ce que les ancrages (6) sont fixés au fond des rainures (3).
  4. Paroi de four selon la revendication 3 caractérisée en ce que la surface intérieure de la tôle (1) est tapissée de laine minérale tassée (12), de façon à remplir les rainures (3) et à présenter une surface sensiblement plane et régulière.
  5. Paroi de four selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'on prévoit, entre la surface intérieure de la paroi métallique et la couche de fibres comprimées (11), au moins une couche de laine minérale comprimée inextensible (13) au analogue.
  6. Procédé de réalisation de paroi de four industriel selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on prépare en premier lieu une ossature ou blindage en tôle dont la surface orientée vers l'intérieur du four est revêtue d'un produit anticorrosion, caractérisé en ce que :
    1°- on installe des tiges d'ancrage (6) sur la paroi de voûte;
    2°- pour chaque dalle (10), successivement :
    * on présente une dallle entre deux tiges adjacentes (6′,6˝), celle-ci étant maintenue par un support (16) inférieur,
    * on pose sur la dalle (10) au moins une couche de fibres céramiques (11) prealablement comprimées, et maintenues dans cet état par des sangles (17) ou tout autre moyen;
    * on enlève les sangles, de telle sorte que la couche de fibres céramiques se détende et occupe tout le volume séparant la dalle de la paroi, tout en restant comprimée;
    - on ajuste le positionnement de la dalle, et l'on met en place aux extrémités des tiges des sabots (9") de maintien des dalles.
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