Brique réfractaire de forme adaptée

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine des briques réfractaires, appelées également tuiles ou pièces de forme, pour paroi de chambre de combustion.

[0002] Par chambre de combustion, on entend indistinctement un four ou une chaudière. Par concision, on ne décrira ici que l'exemple de briques pour chaudière.

[0003] Il existe globalement deux types de fours : les fours statiques et les fours rotatifs.

[0004] Dans une chambre de combustion de four rotatif, les briques ne sont soumises qu'à une déformation thermique réversible. Un exemple de briques pour fours rotatifs est connu du document US2010/0180806, qui propose une conception de pièce et de joints entre les briques pour des fours cylindriques permettant le maintien des briques et l'étanchéité de la paroi en tenant compte de cette dilatation thermique réversible. Un autre exemple de briques pour fours rotatifs est connu du document EP 0 103 365 A1, qui propose une brique réfractaire tolérante à la dilatation thermique. Le document EP 2 302 315 propose une plaque de protection de tuyaux, appelée corps anticorrosion. Le document EP 0 281 863 propose, quant à lui, un dispositif de protection d'écrans de chaudières pour prévenir la destruction progressive par oxydation des parties métalliques mal refroidies.

[0005] Au contraire, ici, on vise ici les briques pour chambre de combustion statique, dans lesquelles les briques sont soumises à la fois à une déformation thermique réversible aux températures d'utilisation, et à une déformation chimique non réversible.

[0006] Schématiquement, une chaudière comprend une chambre de combustion. Au moins une paroi de la chambre de combustion est équipée d'un ensemble d'au moins un tube. En fonctionnement, la combustion est réalisée dans la chambre de combustion et un fluide circule à l'intérieur de l'ensemble de tubes. La chaleur de la combustion est transmise à travers les tubes au fluide caloporteur qui y circule. Le fluide permet de valoriser l'énergie thermique transférée typiquement sous forme de chaleur et /ou d'électricité.

[0007] Cependant, la combustion génère généralement des fumées corrosives qui dégradent les tubes, la corrosion étant fonction du combustible utilisé, de la température des fumées et de la température des tubes.

[0008] On prévoit donc de protéger les tubes de la corrosion par un ensemble de briques réfractaires qui, en outre, transmettent la chaleur de la combustion aux tubes.

[0009] Les briques sont donc d'une part des conducteurs thermiques qui permettent de transférer la chaleur d'une combustion réalisée dans une chambre de combustion de chaudière à un ensemble de tubes dans lesquels un fluide transite ; et d'autre part elles exercent une fonction de protection desdits tubes contre la corrosion générée par les fumées de combustion.

[0010] Dans une chambre de combustion, les briques sont apposées les unes à côté des autres et fixées à la paroi de tube chaudière grâce des systèmes de fixation métallique dans lesquels les briques équipées de logement borgne viennent s'insérer. Il existe différents modèles de systèmes de fixation associées à des logements borgne de design correspondant. Un joint est apposé autour de chaque brique pour relier deux briques adjacentes entre elles, de sorte à constituer une paroi étanche, imperméable au passage des fumées de combustion vers les tubes chaudières.

[0011] En fonctionnement, les briques sont soumises à des hautes températures (typiquement 1200°C à 950°C en température de fumées) et à des atmosphères agressives, par exemple à base d'alcalins, de soufre ou de chlore, typiquement lors de l'incinération de certains déchets ou de biomasse.

[0012] Dans ces conditions, la déformation chimique et la déformation thermique ont pour effet que les briques se déforment sous forme de banane, c'est-à-dire que la déformation est plus importante en face chaude qu'en face froide. En conséquence, il arrive parfois que certaines briques se décrochent, voire cassent, ce qui expose alors les tubes aux fumées corrosives et nécessite des interventions de maintenance de la chaudière qui en pénalisent l'exploitation.

[0013] La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant, selon un premier de ses objets, une brique réfractaire comprenant les caractéristiques ennoncées dans la revendication 1.

[0014] Grâce à ces caractéristiques, dans un premier mode de réalisation, la brique peut s'inscrire dans un solide ayant pour bases deux polygones égaux et parallèles, dont les côtés sont unis par des polygones, en particulier dont au moins deux côtés opposés s'inscrivent chacun dans un trapèze isocèle. Dans un deuxième mode de réalisation, la brique peut s'inscrire dans un prisme, c'est à dire un solide ayant pour bases deux polygones égaux et parallèles, dont les côtés sont unis par des parallélogrammes.

[0015] Avantageusement, les briques selon l'invention présentent au moins un plan de symétrie passant par le centre de celles-ci. Avantageusement, une coupe transversale (perpendiculaire au plan de la face chaude et au plan de la face froide) de la brique selon l'invention s'inscrit dans un trapèze, en particulier isocèle.

[0016] De préférence :

• la valeur de l'écart entre la largeur (W_h) de la face chaude et la largeur (W_c) de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude (HF) dans le sens de ladite largeur dans les conditions d'utilisation de ladite brique, et
• la valeur de l'écart entre la longueur (L_h) de la face chaude et la longueur (L_c) de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude (HF) dans le sens de ladite longueur dans les conditions d'utilisation de ladite brique.

[0017] De préférence, la brique comprend un matériau à base de carbure de silicium.

[0018] En particulier, les briques sont en carbure de silicium à liaison oxyde.

[0019] On peut prévoir que les briques sont en carbure de silicium à liaison nitrure ou oxy-nitrure.

[0020] On peut prévoir que la face froide (CF) présente au moins un évidement (102, 202) configuré pour épouser la forme dudit au moins un tube.

[0021] On peut prévoir que la profondeur (D_p) de la brique en sa périphérie est inférieure ou égale à la profondeur (D_h) de la brique en son coeur.

[0022] On peut prévoir que la face chaude (HF) est sensiblement plane.

[0023] On peut prévoir qu'au moins une partie de la face froide (CF) s'inscrit dans un plan.

[0024] De préférence, le plan dans lequel s'inscrit au moins une partie de la face froide (CF) est parallèle à la face chaude (HF) .

[0025] Selon l'invention, au moins deux faces latérales opposées présentent un biseau d'angle θ.

[0026] Selon un autre de ses objets, l'invention concerne un four ou une chambre de combustion statique susceptible d'être soumise à des atmosphères corrosives pouvant comprendre une pluralité de briques réfractaires (100, 200) selon l'invention. De préférence, le four ou la chambre de combustion comprend un ensemble de briques réfractaires identiques.

[0027] La présente invention permet de produire une forme de brique qui permet d'anticiper des déformations irréversibles d'origine chimique de celle-ci lors de son utilisation, en prévoyant des inclinaisons et retraits de matière aux endroits connus pour subir les déformations les plus fortes, et qui, en leur absence, généreraient par ces déformations des contraintes mécaniques supplémentaires sur les briques adjacentes, et qui pourraient en outre se reporter sur le système de fixation.

[0028] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :

• La figure 1 illustre une coupe transversale d'un premier mode de réalisation de la brique, selon l'axe B-B de la figure 3, incluant le logement borgne.
• La figure 2 illustre une coupe transversale du premier mode de réalisation de la brique, excluant le logement borgne.
• La figure 3 illustre une coupe longitudinale du premier mode de réalisation de la brique, selon l'axe A-A de la figure 2.
• La figure 4 illustre une coupe transversale d'un deuxième mode de réalisation de la brique, selon l'axe B-B de la figure 6, incluant le logement borgne.
• La figure 5 illustre une coupe transversale du deuxième mode de réalisation de la brique, excluant le logement borgne.
• La figure 6 illustre une coupe longitudinale du premier mode de réalisation de la brique, selon l'axe A-A de la figure 5.
• La figure 7 illustre une vue de dessus, par la face chaude, du premier mode de réalisation de la brique dans lequel la face chaude est centrée par rapport à la face froide.
• La figure 8 illustre une vue de dessus, par la face chaude, du deuxième mode de réalisation de la brique.
• La figure 9 illustre en coupe longitudinale, deux briques selon le premier mode de réalisation accrochées sur un dispositif individuel de fixation respectif.
• La figure 10 illustre l'évolution des différents types de déformation d'une brique en fonction du temps d'exposition de la brique à une atmosphère corrosive, pour une pluralité de températures.

[0029] Les briques réfractaires selon l'invention trouvent une utilité particulière dans un four ou une chambre de combustion statique, typiquement une chaudière. Elles sont donc destinées à cette utilisation, indistinctement conviennent à cette utilisation ou sont configurées pour cette utilisation.

[0030] Un premier mode de réalisation de brique réfractaire est illustré en figure 1 à 3 décrites ci-après.

[0031] Un deuxième mode de réalisation de brique réfractaire est illustré en figure 4 à 6 décrites ci-après.

[0032] Dans chacun de ces deux exemples, la brique est destinée à couvrir une paroi de chambre de combustion.

[0033] La chambre de combustion comprend un ensemble d'au moins un tube destiné à l'écoulement d'un fluide caloporteur. La chambre de combustion comprend également un système de fixation comprenant un ensemble de dispositifs individuels de fixation, chaque dispositif individuel étant configuré pour pouvoir accrocher une brique individuelle. Une brique individuelle est destinée à être à proximité ou au contact d'au moins un tube.

[0034] La brique comprend une face chaude HF et une face froide CF. La face chaude HF est destinée à être exposée aux fumées de combustion de la chambre de combustion. La face froide CF est destinée à être à proximité ou au contact d'au moins un tube ; elle est également équipée d'un logement borgne pour fixer la brique à un dispositif de fixation individuel.

[0035] De préférence, la face chaude est plane ou présente un grand rayon de courbure, ce qui simplifie leur fabrication, le nettoyage de la chambre de combustion et limite les risques de corrosion en canalisant mieux les fumées.

[0036] La brique s'inscrit par exemple dans un polyèdre. Comme les briques sont destinées à être apposées les unes aux autres, elles présentent avantageusement, au moins en coupe transversale, une forme qui s'inscrit dans un rectangle.

[0037] La face chaude HF présente une largeur W_h et une longueur L_h.

[0038] La face froide CF est opposée à la face chaude et présente une largeur W_c et une longueur L_c.

[0039] Face au problème de décrochage ou de casse des briques, des études ont été menées par le déposant, dont il résulte que ces casses ou chutes sont dues à des déformations irréversibles des briques sous l'effet conjugué de la température et des espèces chimiques présentes dans les fumées de combustion. Ces déformations entrainent des contraintes mécaniques fortes au niveau de la fixation des briques et entre les briques elles-mêmes qui tendent à se repousser, malgré les joints entre elles, et tendent ainsi à s'éloigner du mur de la chambre de combustion contre lequel elles sont placées.

[0040] En particulier, l'incinération de déchets ou la combustion de biomasse produit des espèces chimiques qui pénètrent dans les briques et génère des réactions chimiques à l'intérieur de celles-ci ce qui peut provoquer un gonflement de celles-ci par dilatation thermique couplée aux réactions chimiques.

[0041] Dans le cas des briques à carbure de silicium, en particulier à liaison oxyde, celles-ci sont poreuses. Le phénomène de déformation a lieu essentiellement en face chaude, à une température de fumées supérieure à 650 °C.

[0042] En face froide, il n'y a pas de déformation ou la déformation est négligeable par rapport à celle de la face chaude. Ce qui permet avantageusement que la face froide peut présenter au moins un évidement configuré pour épouser la forme d'au moins un tube, cet évidement n'est pas déformé.

[0043] A l'état neuf, les briques présentent initialement une forme s'inscrivant dans un parallélépipède rectangle. Après déformation, il a été observé qu'elles présentent une forme bombée (ovalisée) en face chaude dans le sens de la longueur et de la largeur de la brique.

[0044] Or, si la dilatation thermique des briques est réversible, en revanche, la déformation chimique qu'elles subissent est irréversible et génère une contrainte mécanique en face froide, vers le dispositif individuel de fixation de chacune d'entre elles.

[0045] Aussi, pour répondre au couplage thermique, chimique et mécanique que subissent certaines briques, et lutter contre le phénomène de déformation, on peut chercher à augmenter la taille des joints entre les briques. Toutefois, cette solution pénalise les échanges thermiques entre les fumées et le fluide caloporteur des tubes et augmente fortement le risque de corrosion des tubes. On peut également chercher à modifier la physico-chimie de la combustion, ce qui n'est pas toujours possible en milieu industriel ; ou chercher à remplacer les briques en carbure de silicium par d'autres matériaux moins assujettis aux déformations, mais au risque d'être plus coûteux.

[0046] La présente invention vise à résoudre ce problème de briques susceptibles de se déformer en modifiant astucieusement la forme de briques existantes, de sorte à anticiper la déformation éventuelle qu'elles pourraient subir.

[0047] En effet, lors de la montée en température du four, les matériaux des briques subissent une dilatation thermique qui dépend de la nature du matériau et qui est directement proportionnelle à la température locale.

[0048] Pour une brique composée de matériaux isotropes, la variation de longueur de la face chaude (la face froide subissant moins de dilation thermique elle se déforme moins que la face chaude, d'où une déformation de type « en banane ») entre une température initiale T0 et une température finale T s'exprime de la manière suivante :

[0049] Avec

• ΔL_Thermique : la variation de longueur en m ;
• α un coefficient de dilatation linéaire en K^-1 ;
• L0 la longueur initiale en m de la brique à température initiale T0; et
• ΔT = T-T0 la variation de température en degrés K ou C.

[0050] Les briques étant soumises à un gradient de température entre la face exposée aux fumées et la face en contact avec la paroi d'un tube de chaudière, un gradient de dilatation thermique se crée au sein de la brique, et celle-ci est alors soumise à une déformation réversible.

[0051] En présence d'un environnement corrosif de type scorification ou gazeux, les espèces corrosives pénètrent ou diffusent au sein de la brique via les porosités de celle-ci.

[0052] Le gradient de température joue alors le rôle de force motrice pour la pénétration de ces espèces chimiques, qui remplissent alors les porosités et réagissent avec les matériaux de la brique en formant alors de nouvelles phases métallurgiques (par transformation allotropique) dont le volume molaire peut être plus important que celui des phases initiales.

[0053] En outre, la réactivité chimique est thermiquement activée. Par conséquent, aux températures d'utilisation d'un four, un gradient d'expansion volumique se créée au sein de la brique et se traduit par une déformation irréversible d'origine chimique.

[0054] La déformation chimique (ΔL_chimique) est alors fonction de l'état d'avancement des réactions chimiques d'oxydation du matériau de la brique ou de la formation de nouvelles phases expansives.

[0055] La déformation globale de la brique s'exprime alors de la manière suivante

[0056] Avec :

Δ_L_élastique, la déformation réversible d'une brique soumise des forces extérieures,

ΔL_thermique, la déformation réversible d'une brique sous l'effet de la température évoquée précédemment, et

ΔL_chimique, la déformation irréversible d'une brique sous l'effet de variation de volume associée à sa dégradation chimique.

[0057] L'expérience montre qu'en présence d'atmosphères corrosives, la contribution de la déformation chimique (de l'ordre de 10%) est beaucoup plus importante que les contributions réversibles de la déformation élastique ou thermique (de l'ordre du %).

[0058] Comme illustré figure 10, en fonction du temps d'exposition d'une brique à une atmosphère corrosive, celle-ci subit d'abord une déformation thermique réversible puis une déformation chimique irréversible. L'influence de la déformation thermique reste sensiblement constante dans le temps alors que l'influence de la déformation chimique augmente dans le temps, jusqu'à un maximum non illustré.

[0059] Il en résulte d'une part que la déformation élastique Δ_L_élastique peut être négligée, et d'autre part, que les variations de dimension importantes en face chaude génèrent de fortes contraintes au sein de la brique et sont en partie accommodées par une déformation en face froide.

[0060] Cette déformation en face froide fait alors apparaitre de nouvelles contraintes mécaniques entre la briques et la paroi de tube chaudière et entre le système d'accrochage et la briques.

[0061] Dans ce contexte, on prévoit que la largeur W_h de la face chaude HF est inférieure à la largeur W_c de la face froide CF.

[0062] On peut prévoir en combinaison que la longueur L_h de la face chaude est inférieure à la longueur L_c de la face froide.

[0063] Comme la déformation est essentiellement en face chaude et dans le plan de celle-ci, les dimensions de la face chaude inférieures à celles de la face froide permettent, en cas de d'expansion de la face chaude, de limiter les risques de décrochage.

[0064] De préférence, on prévoit que la valeur de l'écart entre la largeur W_h de la face chaude et la largeur W_c de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude dans le sens de ladite largeur dans les conditions d'utilisation de ladite brique.

[0065] De même, on prévoit de préférence que la valeur de l'écart entre la longueur L_h de la face chaude et la longueur L_c de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude dans le sens de ladite longueur dans les conditions d'utilisation de ladite brique.

[0066] Ainsi, la largeur W_h_f de la face chaude HF après déformation est au maximum égale à la largeur W_c de la face froide CF ; et la longueur L_h_f de la face chaude après déformation est au maximum égale à la longueur L_c de la face froide.

[0067] Avec de telles dimensions initiales, si la brique subit une déformation maximale en conditions d'utilisation, la largeur finale après déformation W_h_f de la face chaude devient au pire égale à la largeur W_c de la face froide ; et la longueur finale après déformation L_h_f de la face chaude devient au pire égale à la longueur L_c de la face froide. Dans ces conditions, la brique après déformation s'inscrit dans un parallélépipède rectangle et la déformation d'une brique n'exerce pas de contrainte sur une brique adjacente, mais seulement sur le joint qui les relie.

[0068] En figure 9 on illustre une coupe longitudinale de deux briques adjacentes selon un premier mode de réalisation décrit ultérieurement, identiques entre elles, en conditions d'utilisation normale, avant déformation éventuelle.

[0069] Une première brique 100a est accrochée sur un premier dispositif de fixation individuel 1000a, et une deuxième brique 100b est accrochée sur un deuxième dispositif de fixation individuel 1000b.

[0070] Dans ce cas, la distance initiale D_CFi séparant les deux faces froides CF est inférieure à la distance initiale D_HFi séparant les deux faces chaudes HF.

[0071] Si ces briques subissent une déformation, l'espace libre E initialement réservé en face froide CF entre la brique et la paroi tubulaire TUB permet d'accommoder la déformation de la tuile en face chaude HF en limitant l'appui sur la paroi et donc les contraintes sur le système de fixation.

[0072] Une fois la déformation maximale de la brique atteinte, cet espace libre E peut disparaître et la face froide peut alors se retrouver en contact mais sans contrainte avec la paroi. En outre, la distance finale D_HFf (non illustrée) séparant les deux faces chaudes HF, est de dimension comparable à la distance initiale D_CFi séparant les deux faces froides CF, puisque celle-ci est quasiment invariable.

[0073] Par rapport à un parallélépipède rectangle illustré en pointillés sur la figure 1, une façon d'illustrer l'invention consiste par exemple à considérer qu'au moins deux faces latérales opposées présentent un biseau d'angle θ.

[0074] Ainsi, les faces latérales sont inclinées d'un angle θ allant par exemple de 0 à 20°, ce qui permet d'augmenter l'espace initial entre deux faces chaudes de deux briques adjacente et retarder ou éviter les contacts brique à brique au cours de la déformation.

[0075] Comme illustré figure 9, la face chaude avant déformation éventuelle est plane et parallèle aux tubes TUB. L'angle θ peut être déterminé en référence à un plan P perpendiculaire au plan de la face chaude.

Profondeur

[0076] La déformation évoquée dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur d'une brique peut induire une déformation dans le sens de la profondeur et conduire à générer des contraintes par appui entre la brique CF et les tubes.

[0077] A cet effet, on peut prévoir que la profondeur de la brique D_p en sa périphérie est inférieure ou égale à la profondeur D_h de la brique en son coeur. Il existe donc un évidement d'épaisseur D_c en périphérie de la brique, telle que D_h = D_p + D_c. sur la figure 1 et sur la figure 2, l'évidement est représenté avec une épaisseur D_c constante (au moins en coupe transversale) entre la périphérie et l'évidement configuré pour épouser la forme d'au moins un tube. On peut aussi prévoir un évidement d'épaisseur D_c variable selon au moins une direction, par exemple sous forme de biseau.

[0078] Par profondeur D_h de la brique en son coeur, on entend l'épaisseur maximale de la brique, indépendamment de l'épaisseur du logement borgne.

[0079] Ainsi, les pieds de briques, c'est-à-dire la profondeur de la brique D_p en sa périphérie, sont plus courts que la hauteur maximale de la brique entre les tubes de manière à compenser le clivage horizontal généré par le gonflement de la face chaude.

Premier mode de réalisation

[0080] Un premier mode de réalisation de brique est illustré sur les figures 1 à 3, dans lequel la brique s'inscrit dans un polyèdre qui est un parallélépipède rectangle.

[0081] Par convention, et pour simplifier la présente description, on considère que cette brique est configurée pour être disposée contre des tuyaux verticaux.

[0082] La figure 1 est une coupe transversale de la brique illustrée en figure 2, et la figure 3 est une coupe longitudinale de la brique illustrée en figure 2.

[0083] La figure 3 illustre, en vue de dessus, la face inférieure DW ou la face supérieure UP de la brique 100, équipée d'une gorge 101 pour un joint entre briques adjacentes.

[0084] De préférence, la brique 100 présente un plan longitudinal de symétrie (coupe AA de la figure 2).

[0085] La brique comprend au moins un évidement 102 configuré pour épouser la forme d'au moins un tube, ainsi qu'un logement borgne 103 pour fixer la brique à un dispositif de fixation individuel (en pointillés sur la figure 2).

[0086] La face froide CF présente s'inscrit au moins partiellement dans un plan PP. La brique 100 présente des évidements plans en périphérie qui, en coupe longitudinale (figure 3), sont en biseau d'angle α par rapport au plan PP. De préférence, les biseaux d'angle α sont symétriques.

[0087] Ainsi, la face froide (arrière) en contact avec les tubes présentent deux plans inclinés d'un angle α, symétriques sur deux faces opposées, dont la valeur de l'angle α est par exemple comprise entre 0 à 15°, de manière à compenser le clivage vertical généré par le gonflement en face chaude et limiter les contraintes exercées par la pièce de forme sur les tubes d'échangeurs.

[0088] La face supérieure UP, comme la face inférieure DW, présente de préférence au moins une partie plane dont l'angle est au minimum de 90° par rapport à une face chaude HF plane. En l'espèce, voir figure 1 et figure 2, la face supérieure UP et la face inférieure DW présentent toutes deux une partie plane (non référencée) sensiblement perpendiculaire à la face chaude HF et à la face froide CF, une gorge de jointoiement 101 et une partie plane dont l'angle est supérieur à 90° par rapport à la face chaude HF, de sorte à créer un biseau d'angle θ. De préférence, le biseau d'angle θ illustré en coupe transversale (figure 1) est le même que le biseau d'angle θ illustré en coupe longitudinale (figure 3). On suppose en effet que la déformation de la brique est la même dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur (à épaisseur égale).

[0089] Dans ce premier mode de réalisation, la brique comprend un premier plan de symétrie : le plan coupe AA de la figure 2. Exclusion faite du logement borgne 103, la brique comprend un deuxième plan de symétrie : le plan coupe BB de la figure 2.

Deuxième mode de réalisation

[0090] Un deuxième mode de réalisation de brique est illustré sur les figures 4 à 6, dans lequel la brique s'inscrit dans un polyèdre qui est un parallélépipède non rectangle, en l'espèce un prisme non droit.

[0091] Par convention, et pour simplifier la présente description, on considère que cette brique 200 est configurée pour être disposée contre des tuyaux verticaux.

[0092] Elle est équipée d'une gorge 201 pour un joint entre briques adjacentes.

[0093] De préférence, la brique 200 présente un plan longitudinal de symétrie (coupe AA de la figure 5).

[0094] La brique comprend au moins un évidement 202 configuré pour épouser la forme d'au moins un tube, ainsi qu'un logement borgne 203 pour fixer la brique à un dispositif de fixation individuel (en pointillés sur la figure 5).

[0095] La face froide CF présente s'inscrit au moins partiellement dans un plan PP. La brique 200 présente des évidements en périphérie qui, en coupe longitudinale (figure 6), sont en biseau d'angle α par rapport au plan PP.

[0096] Dans le deuxième mode de réalisation, la périphérie de la brique 200 est définie par exemple comme comprise entre l'extrémité de celle-ci et le point d'inflexion entre le biseau d'angle α par rapport au plan PP et la face supérieure UP (voir figure 6).

[0097] Par rapport au premier mode de réalisation, le plan dans lequel s'inscrit la face supérieure UP est également parallèle au plan dans lequel s'inscrit la face inférieure DW mais en coupe longitudinale, aucun de ces plans n'est perpendiculaire à la face chaude HF ou la face froide CF.

[0098] De préférence, la gorge de joint 201, présente deux dépouilles à 45° ce qui facilite le démoulage de la brique lors de sa fabrication.

[0099] Dans ce deuxième mode de réalisation, la brique comprend un plan de symétrie : le plan coupe AA de la figure 5.

[0100] D'un point de vue général, de préférence au moins une partie de la face froide CF s'inscrit dans un plan, ce qui facilite par exemple la fabrication des briques.

[0101] On peut prévoir que le plan dans lequel s'inscrit au moins une partie de la face froide est parallèle à la face chaude, ce qui facilite par exemple la fabrication et le transport des briques.

[0102] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits. Par exemple, on peut prévoir de mettre en oeuvre des briques en carbure de silicium à liaison nitrure ou oxy-nitrure ; sachant que celles-ci se déforment moins que celles à liaison oxyde.

[0103] On a illustré une face chaude sensiblement plane, ce qui facilite l'écoulement des fumées le long de cette face. Cependant on peut prévoir que la face chaude présente un relief, par exemple des ondulations (en coupe transversale) ou une forme qui épouse la forme d'au moins un tube en face froide et en face chaude, de sorte que l'épaisseur de la brique soit sensiblement constante (indépendamment de l'épaisseur du logement borgne).

Revendications

1. Brique réfractaire (100, 200) pour paroi de chambre de combustion statique soumise à des atmosphères corrosives, la brique réfractaire comprenant :

• une face chaude (HF) présentant une largeur (W_h) et une longueur (L_h) et destinée à être exposée à des fumées de combustion ; et

• une face froide (CF), opposée à la face chaude (HF), présentant une largeur (W_c) et une longueur (L_c), et destinée à être à proximité ou au contact d'au moins un tube destiné à l'écoulement d'un fluide caloporteur ;,

la longueur (L_h) de la face chaude étant inférieure à la longueur (L_c) de la face froide, de sorte qu'au moins deux faces latérales opposées présentent un biseau d'angle θ,
caractérisée en ce que la largeur (W_h) de la face chaude est inférieure à la largeur (W_c) de la face froide,
en ce que la face froide (CF) est équipée d'un logement borgne (103, 203) pour fixer la brique réfractaire à un dispositif de fixation de la paroi,
et en ce que la face froide (CF) présente deux plans symétriques inclinés chacun d'un angle α par rapport à un plan (PP) dans lequel ladite face froide (CF) s'inscrit au moins partiellement.

2. Brique réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face chaude (HF) est ondulée.

3. Brique réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face froide (CF) présente au moins un évidement (102, 202) configuré pour épouser la forme dudit au moins un tube, et
en ce que la face chaude (HF) présente une forme qui épouse également dudit au moins un tube, de sorte que l'épaisseur de la brique réfractaire soit sensiblement constante indépendamment d'une épaisseur du logement borgne (103, 203).

4. Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la valeur de l'écart entre la largeur (W_h) de la face chaude et la largeur (W_c) de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude (HF) dans le sens de ladite largeur dans les conditions d'utilisation de ladite brique réfractaire, et
en ce que la valeur de l'écart entre la longueur (L_h) de la face chaude et la longueur (L_c) de la face froide est supérieure ou égale à la valeur de la déformation de la face chaude (HF) dans le sens de ladite longueur dans les conditions d'utilisation de ladite brique réfractaire.

5. Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau à base de carbure de silicium, et
en ce que le carbure de silicium est à liaison oxyde, nitrure ou oxy-nitrure.

6. Brique réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la profondeur (D_p) de la brique réfractaire en sa périphérie est inférieure ou égale à la profondeur (D_h) de la brique réfractaire en son coeur.

7. Four ou chambre de combustion statique susceptible d'être soumise à des atmosphères corrosives, comprenant une pluralité de briques réfractaires (100, 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.

8. Utilisation d'un ensemble des briques réfractaires (100, 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour former une paroi dans un four ou chambre de combustion statique selon la revendication 7, ledit four ou chambre de combustion statique étant susceptible d'être soumis à une atmosphère corrosive due aux fumées de combustion et comportant au moins un tube destiné à l'écoulement d'un fluide caloporteur, ladite paroi présentant une face chaude soumise à ladite atmosphère corrosive et une face froide, opposée à ladite face chaude, située à proximité ou au contact dudit tube.

Ansprüche

1. Feuerfester Ziegel (100, 200) für eine Wand einer statischen Brennkammer, welche korrosiven Atmosphären unterliegt, wobei der feuerfeste Ziegel umfasst:

- eine warme Seite (HF), welche eine Breite (W_h) und eine Länge (L_h) aufweist und dazu bestimmt ist, Brennrauchen ausgesetzt zu sein; und

- eine kalte Seite (CF), entgegengesetzt zu der warmen Seite (HF), welche eine Breite (W_c) und eine Länge (L_c) aufweist, und dazu bestimmt ist, in der Nähe oder in Kontakt mit mindestens einem Rohr zu sein, welches für eine Strömung einer Wärmeträgerflüssigkeit bestimmt ist;,

wobei die Länge (L_h) der warmen Seite kleiner als die Länge (L_c) der kalten Seite ist, sodass mindestens zwei entgegengesetzte laterale Seiten eine Winkelfase θ aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (W_h) der warmen Seite kleiner als die Breite (W_c) der kalten Seite ist,
dadurch, dass die kalte Seite (CF) mit einer Sackausnehmenung (103, 203) ausgestattet ist, um den feuerfesten Ziegel an einer Befestigungsvorrichtung der Wand zu befestigen,
und dadurch, dass die kalte Seite (CF) zwei symmetrische, jeweils um einen Winkel α im Verhältnis zu einer Ebene (PP) abgeschrägte Ebenen aufweist, auf der die kalte Seite (CF) mindestens teilweise eingesetzt ist.

2. Feuerfester Ziegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die warme Seite (HF) gewellt ist.

3. Feuerfester Ziegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Seite (CF) mindestens eine Aussparung (102, 202) aufweist, welche konfiguriert ist, um sich der Form des mindestens einen Rohres anzupassen, und
dadurch, dass die warme Seite (HF) eine Form aufweist, welche sich ebenfalls dem mindestens einen Rohr anpasst, sodass die Stärke des feuerfesten Ziegels unabhängig von einer Stärke der Sackausnehmenung (103, 203) im Wesentlichen konstant ist.

4. Feuerfester Ziegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Abstandes zwischen der Breite (W_h) der warmen Seite und der Breite (W_c) der kalten Seite größer oder gleich dem Wert der Verformung der warmen Seite (HF) in der Richtung der Breite unter den Nutzungsbedingungen des feuerfesten Ziegels ist, und
dadurch, dass der Wert des Abstandes zwischen der Länge (L_h) der warmen Seite und der Länge (L_c) der kalten Seite größer oder gleich dem Wert der Verformung der warmen Seite (HF) in der Richtung der Länge unter den Nutzungsbedingungen des feuerfesten Ziegels ist.

5. Feuerfester Ziegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Werkstoff auf Basis von Siliziumkarbid umfasst, und
dadurch, dass das Siliziumkarbid mit Oxid-, Nitrid- oder Oxinitridbindung ist.

6. Feuerfester Ziegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (D_p) des feuerfesten Ziegels an seiner Peripherie kleiner oder gleich der Tiefe (D_h) des feuerfesten Ziegels in seinem Kern ist.

7. Ofen oder statische Brennkammer, welche imstande ist, korrosiven Atmosphären zu unterliegen, umfassend eine Vielzahl von feuerfesten Ziegeln (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Nutzung eines Verbundes von feuerfesten Ziegeln (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Bilden einer Wand in einem Ofen oder einer statischen Brennkammer nach Anspruch 7, wobei der Ofen oder die statische Brennkammer imstande ist, einer korrosiven Atmosphäre aufgrund von Brennrauchen zu unterliegen, und mindestens ein Rohr beinhaltend, welches für eine Strömung einer Wärmeträgerflüssigkeit bestimmt ist, wobei die Wand eine warme Seite, welche der korrosiven Atmosphäre ausgesetzt ist, und eine kalte Seite, entgegengesetzt zur warmen Seite, aufweist, die sich in der Nähe oder in Kontakt mit dem Rohr befindet.

Claims

1. Refractory brick (100, 200) for a wall of a static combustion chamber subjected to corrosive atmospheres, the refractory brick comprising:

- a hot face (HF) having a width (W_h) and a length (L_h) and intended to be exposed to combustion fumes; and

- a cold face (CF), opposite the hot face (HF), having a width (W_c) and a length (L_c), and intended to be in the vicinity of or in contact with at least one tube intended for the flow of a heat transfer fluid;

the length (L_h) of the hot face being less than the length (L_c) of the cold face, in such a way that at least two opposite lateral faces have a bevel of angle θ,
characterised in that the width (W_h) of the hot face is less than the width (W_c) of the cold face,
in that the cold face (CF) is provided with a blind housing (103, 203) in order to fasten the refractory brick to a device for fastening the wall,
and in that the cold face (CF) has two symmetrical planes each inclined by an angle α with respect to a plane (PP) in which said cold face (CF) is inscribed at least partially.

2. Refractory brick according to claim 1, characterised in that the hot face (HF) is undulated.

3. Refractory brick according to claim 1, characterised in that the cold face (CF) has at least one recess (102, 202) configured to hug the shape of said at least one tube, and
in that the hot face (HF) has a shape that also hugs said at least one tube, in such a way that the thickness of the refractory brick is substantially constant independently of a thickness of the blind housing (103, 203).

4. Refractory brick according to any preceding claim, characterised in that the value of the difference between the width (W_h) of the hot face and the width (W_c) of the cold face is greater than or equal to the value of the deformation of the hot face (HF) in the direction of said width in the conditions of use of said refractory brick, and
in that the value of the difference between the length (L_h) of the hot face and the length (L_c) of the cold face is greater than or equal to the value of the deformation of the hot face (HF) in the direction of said length in the conditions of use of said refractory brick.

5. Refractory brick according to any preceding claim, characterised in that it comprises a material with a silicon carbide base, and
in that the silicon carbide is an oxide, nitride or oxy-nitride bond.

6. Refractory brick according to any preceding claim, characterised in that the depth (D_p) of the refractory brick at its periphery is less than or equal to the depth (D_h) of the refractory brick at its core.

7. Static combustion chamber or oven able to be subjected to corrosive atmospheres, comprising a plurality of refractory bricks (100, 200) according to any of claims 1 to 6.

8. Use of a set of refractory bricks (100, 200) according to any of claims 1 to 6 to form a wall in a static combustion chamber or oven according to claim 7, said static combustion chamber or oven able to be subjected to a corrosive atmosphere due to the combustion fumes and comprising at least one tube intended for the flow of a heat transfer fluid, said wall having a hot face subjected to said corrosive atmosphere and a cold face, opposite said hot face, located in the vicinity of or in contact with said tube.

Dessins