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B R E V E T D' I N V E N T ION \ DISPOSITIF D'ANCRAGE POUR BATTERIES DE .L'OURS A COKE
La présente invention est relative à un dispositif d'ancrage pour'batteries de fours à coke, permettant de conso- lider la maçonnerie du four au moyen de tirants en fer qui tra- versent le plafond du four, ainsi que, la maçonnerie en dessous des régénérateurs, et qui sont maintenus par des montants d'an- crage verticaux s'appuyant sur la maçonnerie du four.
Les batteries de fours à coke sont généralement é- tablies sur une fondation en béton, tandis qu'entre cette der-
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nière et la partie inférieure des fours se trouve une couche de maçonnerie en matériaux présentant une faible dilatation, par exemple en briques rouges. A travers cette couche de ma- çonnerie passe l'inférieur des deux tirants qui consolident la maçonnerie du four et qui sont supportés des deux côtés par les montants d'ancrage.
Etant donné que la maçonnerie du four construite en matériaux réfractaires, par exemple en bri- ques siliceuses, présente, surtout dans la zone de la tempé- rature de chauffe, une dilatation considérable, il n'est pas possible de consolider, à l'aide des mêmes tirants, la maçonne- rie réfractaire du four lui-même ainsi que la maçonnerie in- tercalée entre la fondation et la partie inférieure du four, à moins d'utiliser des moyens auxiliaires spéciaux. C'est pour- quoi on a introduit, dans la couche de maçonnerie sous-jacente à la partie inférieure du four, un deuxième tirant scellé dans cette coucne de maçonnerie indépendamment des montants d'an- crage verticaux ; maintient ainsi cette couche de maçonne- rie sous tension, et.l'on en évite l'arrachement.
L'invention se propose d'établir l'ensemble du dis- positif d'ancrage de telle façon qu'un ancrage particulier pour la maçonnerie, entre la fondation et la partie inférieure du four, devienne superflu.
L'invention consiste à faire passer le tirant infé- rieur, tirant qui applique les montants d'ancrage verticaux des deux côtés contre la batterie de fours, à travers la cou- che de maçonnerie en matériaux non réfractaires disposée sous la partie inférieure du four, et à utiliser ce tirant infé- rieur en même temps en vue de la consolidation de ladite cou- che de maçonnerie, une ou plusieurs pièces de pression s'ap- puyant contre cette coucne de maçonnerie et traversées par le tirant étant disposées des deux côtés de la batterie, et une
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pièce d'écartement étant lortement appliquée contre ces piè- ces de pression au moyen d'un deuxième écrou réglable vissé sur le tirant, de sorte qu'une tension suffisante est exercée sur ladite coucne de maçonnerie.
La piece de pression s'appliquant contre la couche de maçonnerie non réfractaire et servant à la consolidation de cette couche, peut correspondre aussi bien à un seul tirant qu'à un ensemble de plusieurs tirants. Cet- te pièce de pression peut être constituée, par exemple, par des fers profilés tels que des fers en I, en double U, etc... susceptibles de s'étendre sur une assez grande longueur de la maçonnerie non réfractaire.
La pièce d'écartement s'appuyant selon l'invention, au moyen d'un écrou, contre la piece de pression qui, elle, s'applique contre la maçonnerie non réfractaire, peut être constituée, par exemple, par un tube glissé sur le tirant. Tou- tefois, à la place d'un tel tube, on peut utiliser aussi, com- me pièce d'écartement, des profilés, etc..., surtout lorsqu'on utilise une pièce de pression commune pour plusieurs tirants.
Pour pouvoir serrer et desserrer l'écrou du tirant commandant la pièce d'écartement, on dispose, en outre, se- lon l'invention une deuxieme pièce d'écartement entre le mon- tant a'ancrage vertical et celui des deux écrous qui est ré- glable sur le Tirant en vue du serrage de celui-ci. Cette piè- ce d'écartement est constituée, selon une autre caractéristi- que de l'invention, par un tube d'un assez grand diamètre, pré- sentant un évidement dans lequel on peut engager une clef pour régler l'écrou de serrage de celle des deux pièces d'é- cartement qui commande la pièce de pression de la maçonnerie non réfractaire.
La piece d'écartement s'appuyant contre les montants d'ancrage verticaux peut être aussi en fers profilés ou analogues, deux tels profilés étant par exemple, disposés
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à une certaine distance réciproque et pouvant s'étendre, éven- tuellement, sur plusieurs montants d'ancrage, ladite distance étant suffisamment grande, pour que l'espace libre ménagé per- mette le réglage de l'écrou de serrage de la maçonnerie non réfractaire.
Dans la zone du tirant inférieur, les montants d'an- crage verticaux présentent, selon une autre caractéristique de l'invention, une forme bifurquée telle que le tirant passe par cette bifurcation.
Par ailleurs l'invention prévoit de disposer le ti- rant dans un tube noyé dans la maçonnerie, de façon à ce qu'il puisse s'y mouvoir librement. Grâce à un tel montage du tirant, celui-ci peut être facilement échangé en cas de rupture ou d'altération.
L'invention consiste enfin à munir les montants d'an- crage verticaux, dans la zone des tirants inférieurs, de piè- ces de renforcement rigides pénétrant dans la pièce de pres- sion appliquée contre ladite couche de maçonnerie, d'une fa- çon telle que, lors de l'échauffement du four, les montants d'ancrage verticaux ne puissent être arrachés par le haut.
L'ancrage de batteries de fours à coke selon l'in- vention, permet, en raison de l'absence d'un deuxième ancrage spécial destiné à consolider la couche de maçonnerie supportant la partie inférieure du four, de réaliser une économie de ma- tériaux considérable, représentant déjà plusieurs tonnes pour une petite batterie de fours. Néanmoins, les deux genres d'an- crage peuvent être combinés et facilement mis en oeuvre l'un indépendamment de l'autre. En outre, le dispositif selon l'in- vention garantit les montants d'ancrage verticaux contre tout déplacement vertical. Enfin, le tirant de l'ancrage principal de la maçonnerie des fours est placé dans une zone protégée
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contre la chaleur et la corrosion.
L'invention est représentée à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels : La f ig. 1 est une vue en coupe verticale d'une batterie de fours à coke.
La fig. 2 représente l'ancrage inférieur en coupe, par exemple verticale, à travers la partie inférieure de la bat- terie de fours.
La fig. 3 est une vue de face correspondant à celle de la fig. 2.
La batterie de fours à coke représentée à la fig. 1 se compose de plusieurs chambres 1 juxtaposées et séparées par des cloisons de chauffage non représentées sur le dessin, en dessous desquelles sont disposés des régénérateurs 2. Le flui- de de chauffe à préchauffer est amené aux régénérateurs 2 par des canaux 3 disposés en dessous de la sole de ceux-ci ainsi que par l'intermédiaire de conduites d'arrivée et de coudes non représentés sur le dessin, ou bien est évacué dans les ca- naux 4 de chaleur perdue disposés sous les régénérateurs.
Sur les deux côtés longitudinaux de la batterie s'appliquent, contre la maçonnerie du four, des montants d'an- crage verticaux 5, serrés en haut, contre la maçonnerie du four, par des tirants 6 passant sur le plafond du four, et au moyen d'écrous réglables 7. En ce qui concerne la fondation du four, les montants d'ancrage verticaux 5 sont serrés contre la maçonnerie du four par des tirants 8 et au moyen d'écrous réglables 9 vissés sur ces tirants.
La maçonnerie du four est construite en blocs réfrac- taires, par exemple en briques siliceuses, et elle se prolon- ge vers le bas jusqu'à la sole du régénérateur 10. Au dessous de la sole du régénérateur qui est encore doublée d'une cou-
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che de briques réfractaires, se prouve une maçonnerie 11 com- posée de plusieurs couches de briques rouges. Dans l'exemple de réalisation cette coucne de maçonnerie 11 se prolonge vers le bas et renferme les canaux 4 pour les gaz d'échappement et les canaux 12 pour l'évacuation de l'air. La maçonnerie en briques rouges est supportée par une semelle de fondation 13 en béton.
Si la batterie de fours se compose de fours Otto mu- nis, en vue du réglage de l'admission du gaz à grand pouvoir calorifique, de chambres de fondation permettant le passage d'un homme, on construit ces chambres de fondation en béton, de sorte que la maçonnerie en briques rouges en dessous des canaux 3 de la sole du régénérateur ne se compose que de peu de couches immédiatement adjacentes à une plaque en béton.
Les tirants inférieurs 8 traversent la maçonnerie en briques rouges 11 à l'intérieur d'un tube 14 noyé dans la maçonnerie. Entre le tirant 8 et le tube 14 il y a assez de jeu pour qu'on puisse facilement passer ou échanger le tirant.
La fig. 2 montre que dans la zone de quelques cou- ches traversées par le tirant 8 la maçonnerie en briques rouges est un peu en retrait, de façon à former un renfonce- ment 16 par rapport au côté longitudinal 15 de la batterie de fours. Contre ce renfoncement 16 s'applique une piece de pres- sion 17, en fonte. Cette pièce de pression 17 se compose es- sentiellement d'une plaque verticale 18 reliée à un cadre 19 en forme de caisson qui s'applique, par sa surface frontale, contre la maçonnerie en briques rouges. La plaque 18 est per- cée d'un trou 20 pour le passage du tirant 8. Autour du pas- sage 20 est disposée une pièce de prolongation 21, de préfé- rence de forme cylindrique, qui s'applique également contre le renfoncement 16 de la maçonnerie 11.
Une pièce 22 en forme de
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caisson, ouverte en bas, est reliée, en direction du montant d'ancrage 5, à la partie supérieure de la plaque 18, la piè- ce 22 descendant environ jusqu'au plan médian horizontal de la pièce de pression. Les espaces creux 38 de la pièce de pres- sion 17 sont remplis de béton pour diminuer la pression par u- nité de surface exercée contre la maçonnerie 11.
Ainsi qu'il ressort de la fige 3, la partie inférieu- re du montant d'ancrage 5 présente une forme bifurquée. L'es- pace libre 23 engendré par la bifurcation est traversé par le tirant 8. La bifurcation 23 est obtenue par un évidement décou- pé dans l'âme 24 du montant d'ancrage constitué par un fer en I, ainsi que dans les deux ailes de celui-ci, sur une largeur et une hauteur correspondantes. Dans la zone de cette bifurca- tion, le montant d'ancrage est renforcé par des parois 25 sou- dées et présentant des parties supérieures 26 qui convergent o- bliquement vers l'âme 24.
Des deux côtés des parois de renfor- cement verticales 25 sont disposées, à peu près au milieu de la hauteur de la pièce de pression 17, des pièces de renfor- cement 27 constituées par des flasques, des cornières etc..., et qui s'étendent à l'intérieur de la pièce de pression, en des- sous de la pièce en forme de caisson 22 qui est reliée à la plaque centrale et verticale 18. Entre le côté inférieur 28 de la pièce 22 en forme de caisson de la pièce de pression 17 et les pièces de renforcement 27, existe un intervalle dans lequel on enfonce des coins 29. Il est indiqué d'utiliser des coins 29 solides d'un modèle uniforme, et de compenser éven- tuellement l'écart pouvant se manifester lors de l'assemblage,' au moyen d'une couche intermédiaire de lamelles 30 en tôle.
De cette manière, le montant d'ancrage vertical 5 est garanti con- tre tout déplacement vertical.
Entre l'écrou 9 réglable, vissé sur le tirant 8 en
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vue du serrage des montants d'ancrage 5 contre la maçonnerie du four, et le montant d'ancrage est disposée une pièce tubu- laire 31 de plus grand diamètre, cet élément 31 étant réali- sé en une pièce avec des disques 32 ou étant soudé à ceux-ci.
Entre cette pièce tubulaire 31 ou son disque extérieur 32 d'u- ne part, et l'écrou 9, d'autre part, sont disposées des rondel- les Belleville 33 destinées à amortir la pression dé dilatation de la maçonnerie du four. Dans sa partie supérieure, la pièce tubulaire 31 présente un évidement 34 de dimensions suffisan- tes pour permettre le réglage, au moyen d'une clef, d'un écrou 35 du tirant 8. L'écrou 35 agit sur une entretoise tubulaire 36 en butée contre la pièce de pression 17.
Ainsi qu'il ressort de la description ci-dessus, le ti rant inférieur 8 qui n'a pas besoin d'être beaucoup plus fort que le tirant supérieur 6, sert simultanément à la consolida- tion de la maçonnerie du four aussi bien qu'à celle de la cou- che de maçonnerie 11 qui n'est soumise qu'à de faibles dilata- tions, et est sous-jacente à la maçonnerie réfractaire. Cette disposition empêche la formation de fissures entre la couche de maçonnerie 11 soumise à de faibles dilatations, et la maçon- nerie du four soumise à des dilatations plus fortes. L'ancrage de la maçonnerie du four aussi bien que l'ancrage de la cou- che de maçonnerie 11 sous-jacente peuvent être réglés à tout moment.
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B R E V E T D 'I N V E N T ION \ ANCHORING DEVICE FOR COKE BEAR BATTERIES
The present invention relates to an anchoring device for coke oven batteries, making it possible to consolidate the masonry of the oven by means of iron ties which pass through the ceiling of the oven, as well as, the masonry below. regenerators, and which are maintained by vertical anchoring posts supported on the masonry of the furnace.
The batteries of coke ovens are generally estab- lished on a concrete foundation, while between the latter
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In the lower part of the furnaces there is a layer of masonry made of materials with low expansion, for example red bricks. Through this layer of masonry passes the lower part of the two tie rods which consolidate the masonry of the furnace and which are supported on both sides by the anchoring posts.
Since the brickwork of the furnace constructed of refractory materials, for example siliceous bricks, exhibits considerable expansion, especially in the region of the heating temperature, it is not possible to consolidate, at the same time. using the same tie rods, the refractory masonry of the furnace itself as well as the masonry inserted between the foundation and the lower part of the furnace, unless special aids are used. This is why we introduced, in the masonry layer underlying the lower part of the furnace, a second tie rod sealed in this masonry layer independently of the vertical anchoring posts; thus maintains this layer of masonry under tension, and tearing it out.
The invention proposes to establish the whole of the anchoring device in such a way that a particular anchoring for masonry, between the foundation and the lower part of the furnace, becomes superfluous.
The invention consists in passing the lower tie-rod, which applies the vertical anchoring posts on both sides against the battery of ovens, through the masonry layer of non-refractory materials placed under the lower part of the oven. , and to use this lower tie at the same time for the consolidation of said layer of masonry, one or more pressure pieces resting against this layer of masonry and traversed by the tie being arranged in both sides of the battery, and a
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a spacer being loosely applied against these pressure pieces by means of a second adjustable nut screwed onto the tie rod, so that sufficient tension is exerted on said masonry layer.
The pressure piece applying against the layer of non-refractory masonry and serving to consolidate this layer, may correspond to a single tie as well as to a set of several tie rods. This pressure piece can be constituted, for example, by profiled irons such as I-irons, double-U irons, etc., capable of extending over a fairly large length of the non-refractory masonry.
The spacer bearing according to the invention, by means of a nut, against the pressure piece which, for its part, is applied against the non-refractory masonry, can be constituted, for example, by a tube slipped on pulling it. However, instead of such a tube, it is also possible to use, as a spacer, profiles, etc., especially when a common pressure piece is used for several tie rods.
In order to be able to tighten and loosen the nut of the tie rod controlling the spacer, according to the invention there is also a second spacer between the vertical anchoring upright and that of the two nuts which is adjustable on the tie rod for tightening it. This spacer is constituted, according to another characteristic of the invention, by a tube of a fairly large diameter, having a recess in which a key can be inserted to adjust the tightening nut. that of the two spacer pieces which control the pressure piece of the non-refractory masonry.
The spacer piece resting against the vertical anchoring uprights can also be made of profiled irons or the like, two such sections being, for example, arranged
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at a certain reciprocal distance and which may extend, optionally, over several anchoring posts, said distance being sufficiently large so that the free space provided allows the adjustment of the non-masonry clamping nut. refractory.
In the area of the lower tie rod, the vertical anchoring uprights have, according to another characteristic of the invention, a bifurcated shape such that the tie rod passes through this bifurcation.
Furthermore, the invention provides for placing the pulling rod in a tube embedded in the masonry, so that it can move freely therein. Thanks to such a mounting of the tie rod, it can be easily exchanged in the event of breakage or alteration.
The invention finally consists in providing the vertical anchoring uprights, in the zone of the lower tie-rods, with rigid reinforcing pieces penetrating into the pressure piece applied against said layer of masonry, in a manner. This is such that, when the oven is heating up, the vertical anchoring posts cannot be torn off from above.
The anchoring of coke oven batteries according to the invention makes it possible, owing to the absence of a second special anchor intended to consolidate the layer of masonry supporting the lower part of the oven, to achieve a saving of ma - considerable material, already representing several tons for a small battery of furnaces. However, the two types of anchoring can be combined and easily implemented independently of the other. In addition, the device according to the invention guarantees the vertical anchoring posts against any vertical displacement. Finally, the tie rod of the main anchor of the masonry of the furnaces is placed in a protected area
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against heat and corrosion.
The invention is shown by way of example in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a vertical sectional view of a coke oven battery.
Fig. 2 shows the lower anchor in cross-section, for example vertically, through the lower part of the battery.
Fig. 3 is a front view corresponding to that of FIG. 2.
The battery of coke ovens shown in fig. 1 consists of several chambers 1 juxtaposed and separated by heating partitions not shown in the drawing, below which are arranged regenerators 2. The heating fluid to be preheated is fed to the regenerators 2 via channels 3 arranged below from the bottom thereof as well as via inlet pipes and elbows not shown in the drawing, or else is discharged into the waste heat channels 4 arranged under the regenerators.
On the two longitudinal sides of the battery are applied, against the masonry of the furnace, vertical anchoring posts 5, clamped at the top, against the masonry of the furnace, by tie rods 6 passing over the ceiling of the furnace, and by means of adjustable nuts 7. As regards the foundation of the furnace, the vertical anchoring uprights 5 are clamped against the masonry of the furnace by tie rods 8 and by means of adjustable nuts 9 screwed onto these tie rods.
The masonry of the furnace is constructed of refractory blocks, for example of siliceous bricks, and it extends downwards to the floor of regenerator 10. Below the floor of the regenerator which is further lined with a neck-
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made of refractory bricks, there is evidence of a masonry 11 composed of several layers of red bricks. In the exemplary embodiment, this masonry layer 11 extends downwards and contains the channels 4 for the exhaust gases and the channels 12 for the evacuation of the air. The red brick masonry is supported by a concrete foundation flange 13.
If the battery of furnaces consists of Otto mu- nis furnaces, with a view to regulating the admission of gas with high calorific value, of foundation chambers allowing the passage of a man, these foundation chambers are constructed in concrete, so that the red brick masonry below the channels 3 of the regenerator floor consists of only a few layers immediately adjacent to a concrete slab.
The lower tie rods 8 pass through the red brick masonry 11 inside a tube 14 embedded in the masonry. Between the tie rod 8 and the tube 14 there is enough play so that the tie rod can easily be passed or exchanged.
Fig. 2 shows that in the area of a few layers crossed by the tie rod 8 the red brick masonry is set back a little, so as to form a recess 16 with respect to the longitudinal side 15 of the furnace battery. Against this recess 16 applies a pressure piece 17, made of cast iron. This pressure piece 17 consists essentially of a vertical plate 18 connected to a box-shaped frame 19 which rests, by its front surface, against the red brick masonry. The plate 18 is pierced with a hole 20 for the passage of the tie rod 8. Around the passage 20 is arranged an extension piece 21, preferably of cylindrical shape, which also rests against the recess 16. masonry 11.
A piece 22 in the shape of
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box, open at the bottom, is connected, in the direction of the anchoring post 5, to the upper part of the plate 18, the part 22 descending approximately to the horizontal median plane of the pressure part. The hollow spaces 38 of the pressure piece 17 are filled with concrete to reduce the pressure per unit area exerted against the masonry 11.
As emerges from the pin 3, the lower part of the anchor post 5 has a bifurcated shape. The free space 23 generated by the bifurcation is crossed by the tie rod 8. The bifurcation 23 is obtained by a recess cut in the web 24 of the anchoring upright constituted by an I-bar, as well as in the two wings of it, on a corresponding width and height. In the zone of this bifurcation, the anchoring post is reinforced by welded walls 25 and having upper parts 26 which officially converge towards the web 24.
On both sides of the vertical reinforcing walls 25 are arranged, approximately in the middle of the height of the pressure piece 17, reinforcing pieces 27 consisting of flanges, angles etc., and which extend inside the pressure piece, below the box-shaped piece 22 which is connected to the central and vertical plate 18. Between the bottom side 28 of the box-shaped piece 22 the pressure piece 17 and the reinforcing pieces 27, there is a gap in which wedges 29 are driven in. It is advisable to use solid wedges 29 of a uniform pattern, and to compensate for the possible deviation. manifest during assembly, 'by means of an intermediate layer of sheet metal strips 30.
In this way, the vertical anchoring post 5 is guaranteed against any vertical displacement.
Between the adjustable nut 9, screwed on the tie rod 8 at
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view of the clamping of the anchoring uprights 5 against the masonry of the furnace, and the anchoring upright is arranged a tubular part 31 of larger diameter, this element 31 being made in one piece with disks 32 or being soldered to these.
Between this tubular part 31 or its outer disc 32 on the one hand, and the nut 9, on the other hand, are arranged Belleville washers 33 intended to dampen the expansion pressure of the masonry of the furnace. In its upper part, the tubular part 31 has a recess 34 of sufficient dimensions to allow adjustment, by means of a key, of a nut 35 of the tie rod 8. The nut 35 acts on a tubular spacer 36 in stop against pressure piece 17.
As can be seen from the above description, the lower tie rod 8, which does not need to be much stronger than the upper tie rod 6, simultaneously serves to consolidate the masonry of the furnace as well as to that of the masonry layer 11 which is only subjected to slight expansions, and is underlying the refractory masonry. This arrangement prevents the formation of cracks between the masonry layer 11 subjected to small expansions, and the masonry of the furnace subjected to greater expansions. The anchoring of the furnace masonry as well as the anchoring of the underlying masonry layer 11 can be adjusted at any time.
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