Briques réfractaires pour fours tunnels dans les usines de briques de terre cuite frittées
Les fours tunnels sont des systèmes de cuisson continus à haute température caractérisés par de longues structures et de multiples zones thermiques. Chaque section fonctionne dans des conditions de température, d'atmosphère et de contraintes mécaniques différentes. Par conséquent, la sélection et la configuration appropriées des briques réfractaires sont essentielles pour les performances du four, l'efficacité énergétique et la durée de vie.
I. Types et propriétés des briques réfractaires utilisées dans les fours tunnels
1. Principaux types par matériau
N°
Type de réfractaire
Composition principale
Température de service (°C)
Principales caractéristiques
Applications typiques
1
Brique à haute teneur en alumine
Al₂O₃ ≥ 55%
1300–1600
Haute résistance à la compression, bonne résistance aux scories, faible résistance aux chocs thermiques
Voûte de la zone de cuisson, porte du four, zones en contact avec les flammes
2
Brique de mullite
3Al₂O₃·2SiO₂
1350–1700
Faible dilatation thermique, excellente résistance aux chocs thermiques, pas de déformation
Voûte et paroi de la zone de cuisson, zone d'isolation
3
Brique de cordiérite
2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂
1250–1400
Très faible dilatation thermique, excellente résistance aux chocs thermiques
Zone de cuisson inférieure, zone de transition
4
Brique légère à haute teneur en alumine
Al₂O₃ poreux ≥ 50%
≤1350
Légère, excellente isolation
Couche d'isolation, paroi secondaire, couche supérieure de la voûte
5
Brique de chamotte
Al₂O₃ 30–45%
1200–1350
Économique, facile à construire, résistance modérée aux chocs thermiques
Zone de préchauffage, paroi extérieure, revêtement de la cheminée
6
Brique isolante
SiO₂–Al₂O₃
≤1100
Faible conductivité thermique, légère
Couche d'isolation de la paroi extérieure
7
Brique de silice
SiO₂ ≥ 95%
1650–1700
Excellente résistance au fluage à haute température, résistant aux acides
Voûte supérieure de la zone de cuisson, tête du four
8
Brique résistante à l'usure
Composite à base d'alumine ou de mullite
≤1400
Excellente résistance à l'abrasion et aux chocs
Zone des roues de chariot, bord de la voie, dessus du chariot de four
9
Brique de carbure de silicium (SiC)
SiC ≥ 70%
1500–1650
Haute conductivité thermique, résistance à l'oxydation et à l'érosion
Zone du brûleur, zone d'impact des flammes, base du chariot
10
Béton coulé / Bloc préfabriqué
À base d'alumine, de mullite ou de SiC
1300–1600
Bonne intégrité et étanchéité à l'air
Orifices de brûleur, arches, joints d'étanchéité
11
Panneau / Couverture en fibre céramique
Al₂O₃ + SiO₂
≤1400
Légère, excellente isolation, facile à installer
Isolation externe, portes de four, revêtement mural
12
Brique façonnée / personnalisée
Composition personnalisée
Variable
Ajustement de précision, géométrie personnalisée
Brique de brûleur, pied d'arche, pièces de transition
II. Configuration des réfractaires et normes de construction dans la conception des fours tunnels
1. Configuration des matériaux recommandée par section de four
Section du four
Types de briques recommandés
Épaisseur (mm)
Température (°C)
Description
Voûte (Zone de cuisson)
Mullite / Cordiérite + Haute alumine légère + Fibre céramique
500–550
1250–1300
Combine haute résistance et isolation
Paroi (Zone de cuisson)
Haute alumine / Mullite + Alumine légère + Panneau de fibre
500
1200–1300
Résistant à la chaleur à l'intérieur, isolant à l'extérieur
Paroi (Zone de préchauffage)
Chamotte + Alumine légère
400–500
900–1100
Met l'accent sur la résistance aux chocs thermiques
Zone d'isolation
Cordiérite + Brique isolante
400
900–1000
Réduit les pertes de chaleur
Revêtement de la cheminée
Chamotte / Brique SiC
250–350
800–1000
Haute résistance à l'érosion
Porte du four / Panneaux d'étanchéité
Mullite + Panneau de fibre + Plaque d'acier
450–500
1100–1200
Combine isolation et résistance mécanique
Surface du chariot de four
Cordiérite / SiC / Brique à haute teneur en alumine
230
1000–1250
Porteur et résistant à l'usure
Couche d'isolation du chariot de four
Brique isolante + Fibre céramique
200–250
≤900
Réduit la conduction de la chaleur
Orifice du brûleur / Pied d'arche
SiC / Blocs coulés
Personnalisé
1300–1500
Haute résistance aux chocs thermiques et à l'érosion
2. Normes de construction et de maçonnerie
Article
Exigences techniques
Joints de briques
≤ 2 mm ; joints décalés ≥ 1/4 de la longueur de la brique
Ancrage
Ancrages en acier inoxydable tous les 5 rangs de briques
Mortier
Utiliser un mortier réfractaire correspondant (même matériau de base)
Séquence de construction
Construire d'abord les murs, puis les arches ; revêtement intérieur avant la couche extérieure
Séchage et chauffage
Taux de chauffage initial ≤ 30°C/heure pour éviter les fissures
Contrôle de l'arche
Contrôle précis de la courbure pour éviter la concentration des contraintes
Étanchéité des joints
Composé d'étanchéité haute température ou remplissage en fibre céramique
III. Normes pour les matériaux réfractaires qualifiés
1. Apparence et tolérance dimensionnelle (selon GB/T 2992.1, GB/T 16544)
Article
Exigence
Surface
Lisse, sans fissures, éclats ni pores denses
Tolérance dimensionnelle
±2 mm en longueur, largeur et hauteur
Uniformité de la densité
≤ ±0,05 g/cm³ de variation au sein d'un même lot
2. Propriétés physiques et chimiques (Réf. GB/T 3995, GB/T 10325)
Propriété
Haute alumine
Mullite
Cordiérite
Chamotte
Densité apparente (g/cm³)
2,3–2,6
2,4–2,7
1,9–2,2
2,0–2,2
Porosité apparente (%)
18–22
15–20
25–30
22–26
Résistance à la compression à froid (MPa)
≥60
≥70
≥45
≥35
Variation linéaire permanente (%)
±0,2
±0,3
±0,3
±0,4
Réfractarité sous charge (°C)
≥1450
≥1600
≥1400
≥1350
Résistance aux chocs thermiques (cycles 900°C–eau)
≥20
≥25
≥30
≥15
3. Procédure d'inspection et d'acceptation
Inspection des matières premières
Composition chimique (teneur en Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃)
Analyse de phase (test XRD)
Essais sur produits finis
Inspection dimensionnelle et visuelle
Test de densité apparente et de résistance à la compression après cuisson
Test de résistance aux chocs thermiques
Documentation
Rapport d'essai en usine avec données chimiques et physiques
Certificat de qualité conforme aux normes GB/T, ISO ou ASTM
Vérification sur site
Échantillonnage aléatoire de ≥10 % pour un nouveau test avant utilisation
Seuls les matériaux approuvés peuvent être utilisés dans la construction du four
IV. Principes de sélection des matériaux réfractaires
Principe
Description
Adaptation de la température
Sélectionner les matériaux en fonction des zones thermiques et de la température de service
Priorité à la résistance aux chocs thermiques
Les voûtes et les zones des brûleurs nécessitent des briques de mullite ou de cordiérite
Coordination de la résistance mécanique
Utiliser des briques à haute teneur en alumine ou en SiC pour les zones portantes
Coordination de l'isolation
Combiner des briques intérieures denses avec des couches extérieures légères
Qualification du fournisseur
Doit détenir la certification ISO/GB et les rapports d'essais tiers
Vérification de l'échantillon
Les nouveaux fournisseurs doivent réussir les tests de performance de cuisson avant approbation
Conclusion
Un système réfractaire bien conçu assure :
Fonctionnement stable du four tunnel
Faible consommation d'énergie
Durée de vie prolongée du four
Qualité constante des produits
La sélection et la configuration appropriées des briques réfractaires sont fondamentales pour le succès des usines modernes de briques de terre cuite frittées et pour l'efficacité globale des projets de construction de fours tunnels.