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.
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