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DES
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IRON
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ETRE
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The Bends
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Rupture
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512187A1
Family ID 8001154
Probable Assignee Inst Ochistke T
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PLAQUE DE REFROIDISSEMENT POUR FOUR METALLURGIQUE
EN Title COOLING PLATE FOR METALLURGICAL FURNACES - HAS STEEL TUBES
COVERED BY RIBBED STEEL LAYER AND CAST IN CAST IRON SLAB
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE LA METALLURGIE.
LA PLAQUE DE REFROIDISSEMENT FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU
TYPE CONSTITUE PAR UNE PLAQUE PROPREMENT DITE FAITE A PARTIR D'UN
METAL PRESENTANT UN CERTAIN COEFFICIENT DE DILATATION LINEAIRE, ET PAR
DES TUBES REFROIDISSEURS FABRIQUES EN UN AUTRE METAL, DONT LE
COEFFICIENT DE DILATATION LINEAIRE EST SUPERIEUR A CELUI DU METAL DE
LA PLAQUE, LESDITS TUBES ETANT REVETUS D'UNE COUCHE DE METAL ANALOGUE
A LEUR PROPRE METAL ET ETANT INCORPORES DANS LADITE PLAQUE, ET EST
CARACTERISEE EN CE QUE LA SURFACE DE LA COUCHE METALLIQUE 3
CONSTITUANT LE REVETEMENT PROTECTEUR DES TUBES REFROIDISSEURS 2
PRESENTE DES NERVURES OU SAILLIES ANALOGUES 4 ORIENTEES
TRANSVERSALEMENT A L'AXE LONGITUDINAL DES TUBES 2.
LADITE PLAQUE PEUT ETRE UTILISEE PAR EXEMPLE DANS LES HAUTS FOURNEAUX.
A cooling plate for use on metallurgical furnaces, e.g. blast
furnaces, is made as a slab of a metal which has one coefft. of linear
expansion (cast iron), in the body of which cooling tubes of another
metal with a greater coefft. of linear expansion (steel) are cast. The
cooling tubes are coated by a layer of the same material (steel) and
carry radial ribs on their surface. This arrangement distributes the
thermal stresses over the entire length of the tubes and prevents the
premature failure by cracks, esp. at the bends.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne la metallurgie et a notamment pour
objet une plaque de refroidissement de four metallurgique, par exemple
de haut fourneau.
On connart une plaque de refroidissement comportant, d'une part, la
plaque proprement dite, faite a partir d'un metal presentant un
certain coefficient de dilatation lineaire, et autre part, des tubes
refroidisseurs fabriques en un autre metal, dont le coefficient de
dilatation lineaire est superieur a celui du metal de la plaque, et
recouverts d'une couche de metal analogue a leur propre metal,
lesquels tubes sont incorpores dans la plaque mentionnee. La plaque
elle-m8me est d'ordinaire fabriquee en fonte, tandis que les tubes
refroidisseurs sont en acier.
Pour prevenir la carburation des tubes refroidisseurs, ceux-ci
recoivent,avant la coulee de la fonte, un revetement protecteur en
acier, apres quoi les tubes ainsi obtenus sont mis dans un moule dans
lequel on admet ensuite la fonte'liquide.
Pendant la coulee de la fonte dans le moule contenant les tubes
refroidisseurs, ceux-ci se rechauffent jusqu'a une temperature
pratiquement egale a la temperature de la fonte, d'ou une augmentation
de leurs dimensions.
Apres la solidification de la fonte et pendant son refroidissement, on
assiste a un retrait aussi bien de la fonte que des tubes en acier. Du
fait que l'acier presente un coefficient de dilatation lineaire
superieur a celui de la fonte, les tubes tendent a se raccourcir plus
vite et d'une valeur plus importante, mais la fonte deja solidifiee
les en empeche, de sorte que dans les tubes apparaissent des
contraintes de traction concentres aux endroits de flexion desdits
tubes. Les essais ont cependant montre que les contraintes en question
ne depassent pas celles de rupture.
Mais, etant donne que les parois des tubes s'amincissent aux endroits
de flexion et que pendant ladite flexion peuvent apparaitre des
microfissures, et d'autre part, qu'au cours du fonctionnement du four
les plaques de refroidissement, sous l'action de la chaleur et par
suite de leur mode de fixation sur le blindage du four, subissent une
deformation donnant naissance a des contraintes supplementaires, il
existe un risque de destruction des tubes. Dans la pratique, il se
produit des cas d'apparition de fuites dans les plaques de
refroidissement au stade initial de leur fonctionnement, alors que
l'usure mecanique des plaques ou des tubes refroidisseurs est encore
exclue.
Cela s'explique par la diminution de la resistance des tubes dans les
zones de concentration des contraintes lors de la fabrication des
plaques de refroidissement et par l'apparition de nouvelles
contraintes lors de leur fonctionnement.
L'invention vise donc une plaque de refroidissement pour four
metallurgique, dans laquelle, grace a une modification du profil du
revetement protecteur des tubes refroidisseurs, serait assuree une
repartition uniforme des contraintes suivant la longueur desdits tubes
et, par la meme, une diminution de la concentration desdites
contraintes aux endroits de flexion de ces tubes.
Le probleme ainsi pose est resolu a l'aide d'une plaque de
refroidistsement pour four metallurgique, tu type comportant, d'une
part, une plaque proprement dite faite a partir d'un metal presentant
un certain coefficient de dilatation lineaire, et d'autre part, des
tubes refroidisseurs fabriques en un autre metal, dont le coefficient
de dilatation lineaire est superieur a celui du metal de la plaque,
lesdits tubes etant revetus d'un metal analogue a leur propre metal et
etant incorpores dans ladite plaque, caracterisee, suivant
l'invention, en ce que la couche de metal revetant les tubes
refroidisseurs a une surface presentant des nervures orientees en
travers de l'axe longitudinal des tubes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, details et avantages
de celle-ci apparaitront mieux a la lumiere de la description
explicative qui va suivre d'un mode de realisation non limitatif avec
references au dessin unique annexe dans lequel
- la figure 1 est une representation schematique d'une partie d'une
plaque de refroidissement conforme a l'invention, montrant les tubes
refroidisseurs;
- la figure 2 est une vue en coupe suivant Il-Il de la figure 1.
Comme il ressort de la figure 1, la plaque de refroidissement comporte
une plaque proprement dite 1 faite a partir d'un metal ayant un
certain coefficient de dilatation lineaire, par exemple a partir de
fonte, et des tubes refroidisseurs 2 qui sont incorpores dans la
plaque 1 et fabriques en un autre metal, dont le coefficient de
dilatation lineaire est superieur a celui du metal formant la plaque
1, par exemple en acier. Les tubes refroidisseurs 2 sont revetus d'une
couche metallique 3 dont le metal est analogue a leur propre metal et
est, en l'occurrence, l'acier. La surface de la couche 3 presente des
nervures orientees en travers de l'axe longitudinal des tubes 2, ou
bienest pourvue de saillies 4, de preference annulaires, alternant
avec des creux 5.
Pendant la coulee de la fonte dans un moule contenant des tubes
refroidisseurs 2, ces tubes s'allongent en meme temps que le
revetement protecteur 3. Lors de la solidification et du
refroidissement de la fonte de la plaque 1, les creux 5 de la couche
protectrice 3 empechent le retrait du tube 2 dans de courtes zones
egales a la largeur du creux. De la sorte, les contraintes sont
reparties uniformement suivant toute la longueur du tube 2, une partie
importante de ces contraintes etant supportee par les saillies 4 de la
couche protectrice 3, et les zones des tubes 2 dont la resistance
mecanique est le plus affaiblie en etant de ce fait dechargees.
Claims
_________________________________________________________________
1. R E V E N D I C -A T I O N Plaque de refroidissement pour four
metallurgique, du type constitue par une plaque proprement dite faite
a partir d'un metal presentant un certain coefficient de dilatation
lineaire, et par des tubes refroidisseurs fabriques en un autre metal,
dont le coefficient de dilatation lineaire est superieur a celui du
metal de la plaque, lesdits tubes etant revetus d'une couche de metal
analogue a leur propre metal et etant incorpores dans - ladite plaque,
caracterisee en ce que la surface de la couche metallique (3)
constituant le revetement protecteur des tubes refroidisseurs (2)
presente des nervures ou saillies analogues (4) orientees
transversalement a l'axe longitudinal des tubes (2).
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