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Pour faire le revêtement de ce,rtains fours métallurgiques, en par- ticulier des fours électriques, on emploie souvent des blocs de grand format pesant plusieurs centaines de kilos ; ils sont damés en dehors du four puis placés dans le four à l'aide d'un appareil de levage. L'emploi de ces blocs permet de faire le revêtement du four plus rapidement et de raccourcir les arrêts pour réparations.
Ces blocs sont généralement damés autour d'une charpente en barres de fer, dont les extrémités ressortent du bloc et sont conformées pour qu'on puisse y accrocher l'appareil de levage qu'on utilise pour faire le revêtement du four. On incorpore parfois dans ces blocs des pièces non métalliques en carborundum ou graphite de forme et de type quelconques qui permettent d'évacuer vers la partie externe plus froide du bloc la très forte chaleur à laquelle est soumise la partie du bloc qui se trouve à l'in- térieur du four.
On a constaté que les blocs de ce genre s'écaillent rapidement ou sont détruits de façon analogue à leur surface exposée au feue Ces dégats se produisent quand le four est en marche et que le fluide de chauffage élè- ve la température au-dessus du point de fusion des matières enfournées, ce qui élève en même temps fortement la température du revêtement réfractaire.
Au moment de la coulée, on vide le four presqu'entièrement, de l'air exté- rieur froid rentre dans le four et refroidit très rapidement la surface du revêtement. La répétition de ces variations de températures, qui son inévi- tables quand le four est en service, produitdes tensions dans les zones supérieures des blocs, entraînant finalement des éclatements et des écailla- ges-qui, avec de temps, se propagent vers l'intérieur et amènent la des- truction du revêtement.
Pour éviter oulout au moins remédier à cet inconvénient, dans des blocs de grand format faits, par damage ou secouage, en matière réfractaire basique ou neutre, avec incorporation de métal, selon la présente invention, ces incorporations sont de forme plate;, s'étendent sur presque toute la profondeur du bloc et sont réparties régulièrement sur tout la longueur du bloc, leur écartement étant de l'ordre de quelques centimètres, ces incorpo- rations se présentant normalement ou sensiblement à angle droit sur la face du bloc exposée au feu.
Pour simplifier la fabrication des blocs qui sont exécutés par damage ou secouage et dont la forme en plan est un secteur de cercle, il est bon que les incorporations soient parallèles à la direction dans laquelle la masse du bloc doit être tassée, c'est-à-dire dans le sens verticale
On a déjà fait des briques réfractaires ou piècesde forme de re- lativement petites dimensions, avec des incorporations de métal ou d'oxyde métallique, sous forme de feuilles, ces incorporations étaient disposées pour constituer un système rappelant des alvéoles en nid d'abeilles (brevet autrichien N 152.696). On a aussi proposé de faire dans les briques réfrac- taires de grande section (mais pas dans les blocs) des incorporations métal- liques de préférence interrompues enrobées dans le sens de la longueur,
ces incorporations étant à peine plus courtes que cette longueur (brevet britan-' nique N 696.311). Ces incorporations ont aussi été déjà disposées pour qu'elles s'étendent dans la direction dans laquelle la chaleur s'écoule lors du refroidissement rapide.
Le bloc conforme à l'invention n'est pas un agrandissement propor- tionnel des briques déjà connues avec incorporation de métal. Ces incorpora- tions, pour autant qu'elles étaient prévues dans le sens du flux de chaleur, ne s'étendaient pas sur toute l'épaisseur de la brique ; d'autre part, les incorporations connues, traversant toute la brique, n'étaient pas régulière- ment réparties sur la longueur de la brique. Il faut aussi tenir compte qu'il ne vient pas naturellement à l'esprit de transférer les moyens connus de la
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fabrication des briques réfractaires de dimensions normales ou même plus grandes que la normale, dans la fabrication des blocs de grand format du type indiqué ci-dessus.
Si on compare un bloc de grand format avec un mor- ceau de revêtement maçonné de même dimension, on constate que ce dernier est un corps parcouru par de nombreux joints qui sont en mesure d'absorber lar- gement les tensions qui interviennent, La suppression de ces nombreux joints crée dans les blocs damés des efforts nuisibles, presque impossibles à évi- ter, dont-les conséquences sont les détériorations déjà indiquéeso Les moyens préconisés dans l'invention consistent en quelque sorte à créer dans le bloc de nombreuses régions armées de métal;, bien définies localement, régulière- ment réparti.es dans tout le bloc, qui absorbent partiellement les tensions qui se forment ;
ces incorporations qui divisent le bloc, Sont que les fen- tes qui se produisent n'atteignent pas la proportion nuisible qu'elles pren- nent dans les blocs qu'on fait habituellement,
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, 'bien entendu, partie de ladite invention.
La-cigare représente schématiquement un bloc dont le profil de base est une partie d'anneau circulaire dans lequel les incorporations 1, conformes à l'invention, sont constituées par des plaques en tôle qui se présentent perpendiculairement à la face du bloc exposée au feu et qui s'é- tendent dans la direction de la flèche ¯a qui indique le sens dans lequel le bloc est damé ou tasséo La distance entre les plaques 1 est, de préférence, de,deux à quinze centimètres.
Il est avantageux de partir d'une base plane métallique par exem- ple, qui ala forme de la section de base du bloc à fabriquer et de fixer sur elle par soudure, rivetage ou autrement, les plaques métalliques à incorpo- rero Ces plaques sont des tôles minces, grillage ou toile métallique, dont le métal s'oxyde complètement et ne fond pas partiellement quand le bloc est monté dans le four.
Si\) à la base on a fixé des plaques de grande longueur, on peut les maintenir par des entretoises pour que l'écartement entre les plaques se conserve pendant le tassage de la matière Le squelette métalli- que, ainsi réalisé, est alors coffré sur ses quatre faces verticales et la matière réfractaire introduite dans le moule ainsi formée Celle-ci est de préférence de la magnésite frittée on fondue ou de la dolomie ou un mélange des deux dadpté à la température exigée par le procédé métallurgique.
On peut aussi employer des mélanges de minerai de chrome et de magnésite, mais il ne fait pas perdre de vue que la matière réfractaire doit être basique, car les matières acides telles que les silicates réagissent avec les oxydes métalli- ques qui se forment en donnant des laitiers fusibleso
La matière réfractaire peut être utilisée avec ou sans liant.
On fait-habituellement les blocs de grand format par damage de la masse réfractaire dans un mouleo Ce procédé peut se heurter à des difficul- tés quand les incorporations sont situées très près l'une de l'autre, comme il est désirable de le faire pour augmenter la durée de service des blocso
Il est avantageux dans ce cas de tasser la matière à la machine à secousseso
Les blocs fabriqués comme indiqué ci-dessus sont mis en stock et montés dans le four selon les besoinso On utilise pour ce montage les appa- reils de levage habituels de l'usine. Pour accrocher les blocs à 1 appareil de levage quelques unes au :
moins des incorporations sortent des blocs vers la face supérieure de ceux-ci, l'ancrage des incorporations dans la masse des blocs étant suffisant pour qu'on puisse les transporter en les saisissant par les parties saillantes des incorporations. Il est avantageux de fixer les incorporations à une plaque de base qui forme le fond du moule dans lequel
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est fait le bloc, cette plaque restant reliée au bloc quand celui-ci est fa- briqué
Quand le bloc, conforme à l'invention, est mis dans un four et chauffé, les parois métalliques incorporées s'oxydent du fait de la haute température en commençant par l'extérieure Les oxydes qui se forment réagis- sent sur les matières basiques du revêtement en donnant de la,
ferrite de magnésium ou de calciumo Ces ferrites se soudent ou se frittent ensemble sur toute la surface chauffée en donnant une couche qui se relie aux parois métal- liques incorporées situées dans les zones plus froides du bloc. La durée des blocs est de ce fait sensiblement augmentée.
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For coating some metallurgical furnaces, in particular electric furnaces, large format blocks weighing several hundred kilograms are often used; they are tamped outside the kiln and then placed in the kiln using a lifting device. The use of these blocks makes it possible to coat the oven more quickly and to shorten the stops for repairs.
These blocks are generally rammed around a framework of iron bars, the ends of which protrude from the block and are shaped so that the lifting device used to make the lining of the oven can be hung. These blocks are sometimes incorporated into these blocks non-metallic parts in carborundum or graphite of any shape and type which allow the very strong heat to which the part of the block located at the bottom of the block to be evacuated to the colder external part of the block. inside the oven.
Blocks of this kind have been found to chip rapidly or are destroyed in a manner analogous to their surface exposed to fire. This damage occurs when the furnace is in use and the heating fluid raises the temperature above the fire. melting point of the charged materials, which at the same time greatly increases the temperature of the refractory lining.
At the time of casting, the furnace is almost completely emptied, cold outside air enters the furnace and very quickly cools the coating surface. The repetition of these temperature variations, which are inevitable when the furnace is in use, produces stresses in the upper areas of the blocks, eventually leading to bursts and flakes - which, over time, propagate towards the interior and destroy the coating.
To avoid or at least remedy this drawback, in large format blocks made, by ramming or shaking, in basic or neutral refractory material, with incorporation of metal, according to the present invention, these incorporations are of flat shape ;, s' extend over almost the entire depth of the block and are evenly distributed over the entire length of the block, their spacing being of the order of a few centimeters, these incorporations occurring normally or substantially at right angles to the face of the block exposed to the fire .
To simplify the manufacture of blocks which are made by ramming or shaking and whose plan shape is a sector of a circle, it is good that the embeddings are parallel to the direction in which the mass of the block is to be packed, that is - i.e. in the vertical direction
We have already made refractory bricks or shaped pieces of relatively small dimensions, with incorporations of metal or metal oxide, in the form of sheets, these incorporations were arranged to constitute a system reminiscent of honeycomb cells ( Austrian patent N 152,696). It has also been proposed to make in refractory bricks of large cross-section (but not in blocks) metal incorporations preferably interrupted coated in the length direction,
these incorporations being only slightly shorter than this length (British Patent No. 696,311). These incorporations have also already been arranged so that they extend in the direction in which the heat flows during rapid cooling.
The block according to the invention is not a proportional enlargement of the bricks already known with the incorporation of metal. These incorporations, insofar as they were intended in the direction of the heat flow, did not extend over the entire thickness of the brick; on the other hand, the known incorporations, crossing the whole brick, were not evenly distributed over the length of the brick. It should also be taken into account that it does not occur naturally to the mind to transfer the known means of
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manufacture of refractory bricks of normal dimensions or even larger than normal, in the manufacture of large format blocks of the type indicated above.
If we compare a large-format block with a piece of masonry covering of the same size, we see that the latter is a body traversed by numerous joints which are able to largely absorb the tensions which intervene. of these numerous joints creates in the tamped blocks harmful forces, almost impossible to avoid, the consequences of which are the deteriorations already indicated. The means recommended in the invention consist in a way of creating in the block numerous regions armed with metal ;, well defined locally, regularly distributed throughout the block, which partially absorb the tensions that form;
these incorporations which divide the block, Are that the windows which occur do not reach the detrimental proportion which they take in the blocks which one usually makes,
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention.
The cigar schematically represents a block whose basic profile is a part of a circular ring in which the incorporations 1, in accordance with the invention, are formed by sheet metal plates which are presented perpendicular to the face of the block exposed to the fire. and which extend in the direction of the arrow ¯a which indicates the direction in which the block is tamped or tamped. The distance between the plates 1 is preferably from two to fifteen centimeters.
It is advantageous to start from a flat metal base, for example, which has the shape of the base section of the block to be manufactured and to fix on it by welding, riveting or otherwise, the metal plates to be incorporated. These plates are thin sheets, wire mesh or wire mesh, the metal of which oxidizes completely and does not partially melt when the block is mounted in the oven.
If \) long plates have been fixed to the base, they can be maintained by spacers so that the distance between the plates is preserved during the compaction of the material. The metal skeleton, thus produced, is then formed. on its four vertical faces and the refractory material introduced into the mold thus formed. The latter is preferably sintered magnesite or dolomite or a mixture of the two appropriate to the temperature required by the metallurgical process.
Mixtures of chromium ore and magnesite can also be used, but keep in mind that the refractory material must be basic, since acidic materials such as silicates react with the metal oxides which form to give fusible slags
The refractory material can be used with or without a binder.
Large format blocks are usually made by tamping the refractory mass in a mold. This process may encounter difficulties when the incorporations are located very close to each other, as is desirable. to increase the service life of blocso
It is advantageous in this case to compact the material with a shaking machine.
The blocks manufactured as indicated above are placed in stock and assembled in the furnace as required. The usual lifting devices from the factory are used for this assembly. To hang the blocks on 1 lifting device, some at:
fewer incorporations leave the blocks towards the upper face thereof, the anchoring of the incorporations in the mass of the blocks being sufficient for them to be able to be transported by gripping them by the protruding parts of the incorporations. It is advantageous to fix the incorporations to a base plate which forms the bottom of the mold in which
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the block is made, this plate remaining connected to the block when the latter is manufactured
When the block, according to the invention, is placed in an oven and heated, the incorporated metal walls oxidize due to the high temperature starting from the outside The oxides which form react with the basic materials of the coating by giving,
magnesium or calcium ferrite These ferrites weld or sinter together over the entire heated surface providing a layer that bonds to the embedded metal walls located in the cooler areas of the block. The duration of the blocks is therefore significantly increased.