Comportement thermomécanique du four"ouvert à feu tournant"pour la cuisson des produits carbones

= Thermo-mechanical behavior of « 0pen ovens with turning fire » to bak carboned products

• Auteur / Autrice : Farid Belaloui
• Direction : Jean-François Jullien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil-sturcutres
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LBS – Laboratoire des Bétons et Structures (Lyon, INSA1969-1997)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Propriétés thermomécaniques

Métaux réfractaires

Fours industriels

Résumé

Ce travail consiste à analyser le comportement thermomécanique de fours industriels utilisés par ALUMINIUM PECHINEY dans la fabrication de produits carbonés. La cuisson de ces produits S'effectue, à des températures très élevées (> 1100°C ), dans un four dit « ouvert à feu tournant ». Ce dernier est caractérisé par des chambres de cuisson fixes réalisées en briques réfractaires et par des appareils de cuisson mobiles. Le four est soumis à des sollicitations thermomécaniques cycliques très sévères qui engendrent des dégradations irréversibles caractérisées par la formation progressive de microfissures et par d'importantes déformations. Seul ce dernier aspect est étudié par une approche expérimentale et numérique. Les essais réalisés in situ consistent à mesurer l'évolution de température et de déplacements de certains éléments du four en service. La simulation du comportement de la structure du four dans des directions privilégiées est réalisée à l'aide des codes de calcul CASTEM et ANSYS. Elle rend en compte des éléments finis d'interface modélisant les discontinuités existant dans la structure du four. Une étude paramétrique a permis de dégager l'influence de certains facteurs de construction et d' utilisation du four sur 1'évolution des déformations du four. Elle met en évidence l'importance du mode de mise en œuvre des liaisons entre les différents éléments du four.

This work consists in analyzing the thermo-mechanical behavior of industrial ovens, used by ALUMINIUM PECHINEY to manufacture carboned products. These products are baked at a very high temperature (1. 100°C), in an oven called « 0pened oven whith turning fire ». This type of aven is characterized by fixed baking-rooms out of fire-proofed bricks and by movable baking-appliances. The oven is submitted to cyclic, very hard thermo-mechanical sollicitations, which cause irreversible degradation's, characterized by the progressive formation of macro-cracks and large warping. This aspect only is studied by an experimental and numerical approach. The trials realized in the manufacture consist in measuring the evolution of temperature and movement of certain elements of the working oven. The behavior of the oven's structure in determined directions has been realized by using the code CASTEM and ANSYS. The interface elements are considered, which modelized the discontinuity existing in the oven's structure. A parametrical study allowed to show the influence of certain factors relating to the manufacturing and use of the oven on the evolution of the oven's warpings. It shows the importance of the way the different elements of the oven are related.