Brevet FR2496092A1 — publié le 19820618

La présente invention concerne une ligne continue de traite riment des produits céramiques sortis du façonnage, quelle qu'en soit la technique, permettant d'obtenir, sans aucun stockage intermédiaire, le séchage et la cuisson devfinitive de ces produits. Dans les installations connues d'usines ceramiques c'est, le plus souvent, après avoir été empilés les uns sur les autres ou grâce à des matériels dits d'enfournement, que les produits crus sont soumis au séchage qui se fait, dans les installations anciennes, sur d'immenses aires de stockage généralement situées au voisinage des fours et, dans les installations plus modernes, dans des tunnels de passage où les produits sont véhiculés sur des wagonnets. Le séchage peut, suivant les cas, s'étaler sur une dizaine d'heures dans les installations les plus performantes, ou sur une huitaine de jours, dans les cas les plus longs, où, parfois s'avèrent successivement nécessaires : un premier temps de séchage en atmosphère humide , puis un second temps en atmosphère sèche. A ce séchage, succède la cuisson qui peut se faire, pour les carreaux émaillés, en une ou plusieurs opérations, suivant que l'on travaille en mono ou cuisson ou en cuissons successives pour raisons techinques ou décoratives. Cette cuisson s'éffectue, également, et le plus généralement nd des fours t'rnnels o?i les produits sont, comme pour le séchage, véhiculés sur des wagonnets ; à cette différence, qu W s produits émaillés, des matériels d'enfournement refractaires sont nécessaires, tels que des gazettes grâce auxquelles sont assurés l'empilage et la protection des produits à cuire. Plusieurs inconvénients sont a considérer dans les modes de fabrication classiques. .1. Le temps de séchage, où les produits restent ventilés dans les tunnels destinés à cet usage ests dans tous les as, bien supérieur aux temps mis pour les cuire dans les fours qui font suite au séchoir. I1 en résulte, dans la channe de fa bricationla nécessité de stockagesintermédiares,très importants3 es produits en attente de cuisson. -20 Les matériels de transport et d'enfournement en atériaux réfractaires, utilisés surtout pour la cuisson,(sol glissant , sol de wagonnets, gazettes etc...) ont l'inconvénient d'absorber, avant les produits à cuire, et en de notables proportions, les calories qui sont, pourtant, prioritairement destinées à ces dernières. -3 Les fours et séchoirs , organes totalement distincts dans les chaînes de fabrication sont construits en matériaux réfractaires lourds dont l'inertie thermique est considérable et ne permet pas la montée rapide aux temperatures désirées. Ces fours et séchoirs sont, de ce fait, condamnés à une utilisation en feu continu qui n'autorise pas d'arrêts de fonctionnement, même limités à quelques heures. -4 Les temps de cuisson sur ces chaînes de fabrication s'étalent sur plusieurs heures,voire quelques jours. Le séchoir-four faisant l'objet de l'invention supprime ces incohvénients. I1 s'agit d'une ligne continue où les opérations de séchage et de cuisson sont conduites, sur la même channe de fabrication, à vitesse constante et uniforme, pour ne constituer, en somme, u'une seule et'même opération 1menée en temps très courts n'ex-e- ant pas une ou deux heures, durant lesquelles le séchage,pro-- - prement dit,entre pour quelques minutes ,et la cuisson pour quelques dizaines de minutes.Ce traitement,qui constitue un traitement global du produit céramique, est obtenu grâce à une ligne utilisant deux énergies thermiques de nature différente 'une part celle fournie par les ondes électromagnétiques hyperfréquentielles, d'autre part, celle provenant du fuel , du gaz u de l'électricité. Ces deux variétés sont utilisées, successivement, dans la channe de traitement, et les micro-ondes étant sstilisées,au départ,pour assurer la fonction séchage, et préchauffage avant cuisson. La seconde source thermique iveau de la zone de cuisson proprement dite. Les matériaux ,avec lesquels sont construits les différents éléments constituant la chaîne, possèdent une inertie thermique très faible, surtout dans la zone de cuisson, où les revêtements réfractaires sont en fibres céramiques. Cette faible inertie permet de mettre toute la ligne à sa empérature d'utilisation, en des temps très courts, de l'ordre e deux heures environ, supprimant le travail à feu continu, et autorisant l'arrêt de la ligne et sa remise en marche immédiate l'occasion de réparations, de repos hebdomadaires, de jours fériés ou de vacances. La suppression du travail de nuit est également permise,par la mise à feu du four, deux heures avant le premier poste de travail industriel. Le séchoir-four objettde la présente invention est constitué d'éléments modulaires préfabriqués en forme de wagonnets, dissociables les uns des autres, hormis la zone de feu proprement dite qui est fixe et située dans la zone médiane de l'ensemble > et aux extrémités de laquelle s'accolent les autres éléments de la ligne. Ces éléments modulaires sont construits de façon a pouvoir etre immédiatement mis en place sur des rails équipant le site récepteur,ce qui facilite un alignement rigoureux et la constitution, par éléments, juxtaposés les uns après les autres, d'ut tunnel hermétique dans lequel s'éffectuent,en continu, les opérations de séchage et cuisson. Des joints,entre élénents,assurent, une parfaite étanchéité de l'ensemble,évitant,d'une part,les fuites de la partie alimentée en micro-ondes, d'autre part, les prises d'air de la partie ou est utilisée l'autre énergie thermique(fuel, ou gaz u-élec; tricité). La fumée ou l'air chaud produits dans la chambre de combùs-- tion de la zone de cuisson proprement dite, sont recyclés pour assurer la mise a température des parties de préchauffage et de refroidissement de cette zone. Ils sont ensuite récupérés et dépoussiérés pour être PUlséssà température variable et réglable dans la zone micro-ondes Les éléments modulaires constituant le séchoir-four sont de diverses variétés, en fonction du rale qui leur est dévolu. Ils se répartissent en - éléments à micro-ondes - éléments de ventilation de la zone micro-ondes - éléments filtres de la zone micro-ondes - éléments de la partie préchauffage de la zone d'énergie thermique différente - éléments de la partie refroidissantede cette même zone - éléments de la partie feu proprement dite - éléments mécaniques d'entraînement des tapis de trans ort ou des rouleaux équipant la ligne. Les éléments micro-ondes sont construits en tôle d'alumi ium légère avec grilles de ventilations en laiton perforé, non franchies par des ondes électromagnétiques. Ils sont munis, au niveau de leur toit, de guides d'ondes odulaires , construit5en laiton , a fentes. parallèles à l'axe des guides. Chaque tlement est équipé d'un magnétron et de son alimentation, d'une puissance déterminée en fonction des produits à cuire Les éléments de ventilation de la zone micro-ondes,ont une architecture comparable à celle des eléments précédents , et sont également construits en tôle d'aluminium. Ils sont équipés de ventilateurs qui aspirent l'air chaud de récupération de la zone de cuisson, et les repoussent dans le tunnel de séchagesen recyclage permanent à contre courant du sens de progression des produits. Les éléments micro-ondes,ainsi que les éléments de ventilation peuvent par addition , soustraction, ou disposition diffé entes se prêter au séchage de toutes variétés de produits, par l0ngementsraccoureissement de la ligne placée sur rails: Les éléments filtres, dissipatifs et non dissipatifs;équi ent l'extrémité de tête du four dans sa partie micro-ondes, ttenante à la partie préchauffage de la zone de cuisson, n'a as besoin de filtre, cette zone en faisant office. Les éléments de la partie de préchauffage et ceux de la artie de refroidissement ont une structure à peu près identique. ls sont construits en tôle d'acier et,intérieurement ,revêtus e couches de fibres céramiques superposées qui assurent leur solation thermique. Des pièces de forme composant les piedroits, es supports latérauxJet et les pièces de division en forme de pla- uses sont les seuls matériaux réfractaires lourds équipant ces éléments. Ces éléments peuvent, par additions, ou soustractions, sur le ails porteurs, allonger ou réduire la longueur du séchoir-four, ermettant la fabrication de produits différents dans leurs imensions. Les éléments d'entraînement et, d'enfournement ou défournement Font situés aux deux extrémités de la ligne de séchage-cuisson. J L'un de ces éléments sert de support à un motovariateur qui en traîne, de façon synchrone, un tapis transparent aux micro-ondes, pour la partie séchage,et un tapis en acier réfractaire inoxy- dablepour la partie cuisson. Dans la version four à rouleaux ,qui constitue une variante,haute température, de la ligne de séchage~cuisson décrite, le motovariateur met en mouvement , un ensemble de pignons et channes extérieurs au four qui entratnent, à leur tour, les rouleaux situes dans le four et qui assurent le transport des produits à cuire. cuisson Cette ligne de séchage peut-être adaptée à une infinité de produits céramiques par l'action qu'elle permet sur divers para mètres - 1- Paramètres inhérents à la constitution de la ligne elle-même : a) dans la po@tion micro-ondes-séchage - disposition, répartition, nombre des éléments générateurs de micro-ondes. b) dans la partie fuel ou gaz ou électricité - cuisson - allongement ou raccourcissement de la zone préchauffage , - allongement ou raccourcissement de la zone de refroidissement, par adjonction d'un ou plusieurs éléments standard supplémentaires. 2. Les paramètres de fonctionnement de la ligne a) dans la zone micro-ondes -Puissance des générateurs -Temps d'action de ces générateurs. -Températures de l'air,récupéré sur les fumées,et pulsé - -Vitesse de cet air. -Temps de ventilation b) dans la zone fuel-gaz ou électricité : -Température de la zone de préchauffage -Tempéråture de la zone de cuissen proprement dite -Température de la zone de refroidissement. c) dans les deux zones : vitesse d'avancement. Le séchoir-four, objet de la présente invention, peut, dans certaines branches de l'industrie céramique, entre affecté à d'autres tâches, telles que le ra fermissement des pâtes, le séchage des moules de plStre, ou d'autres substances hygrosco- -piques, utilisés dans les industries ayant le coulage comme principe de fabrication, et où la double énergie thermique utilisée dans le séchoir-four décrit, accélère ces opérations en réalisant un gain de temps considérable. il suffit, pour cette utilisation, de modifier la compo -sation du séchoir-four, grâce aux éléments modulaires qui le constituent, de réduire ou d'augmenter le nombre de ces éléments, daiis chacune des fonctions spécifiques qui sont les leurs, pour modifier, suivant les cas, soit : la température de la zone de feu a énergie thermique classique , soit : celle de la zone à micro-ondes, par variation de la puissance de ces générateurs. Ainsi sera atteinte la température optimale de traitement des produits qui seront, dans ce cas particulier, uniquement séchés. REVENDICATIONS 1- Ligne de séchage-cuisson de produits céramiques caractérisée en ce qu'elle assure, en continu, les opérations de séchage et de cuisson sans stockages intermédiaires 2- Equipement industriel suivant la revendication l,carac- térisé par le fait qu'il utilise, simultanément, deux énergies de nature différentes. 3- Equipement industriel suivant la revendication 2I carac- térisé par le fait que l'énergie thermique utilisée dans sa première portion de séchage, est fournie par les ondes électromagné- tiques hyperfréquentielles. 4- Equipement industiel suivant la revendication 2 carac térisé par le fait que l'énergie thermique utilisée dans sa deux xième portion de cuisson, est fournie par le fuel ,le gaz,ou l'électricité. 5- Equipement industriel suivant la revendication 4,caractérisé par le fait que l'airchaud ou la fumée récupérés dans lag. zone de cuisson, sont, après dépoussièrage, pulsés dans la zone de séchage à ondes éléectromagnétiques. 6- Equipement industriel suivant la revendication l,carac- térisé par le fait de sa faible inertie thermique permet sa mise en marche en un temps très court. 7- Equipement industriel suivant la revendication carac- térisé par le fait qu'il est muni d'un tapis transporteur des produits a pocher et a cuire. t3- Equipcment industriel suivant la revendication 7 carac térisé par le fait que les produits circulent en monocouchc dans la ligne de séchage cuisson. 9- Equipement industriel suivant la revendication 7 caracté- risé par lc fait que la portion de tapis interessant la zone micro-ondes est en matériaux transparents à ces ondes. 10- Equipement industriel suivant la revendication 7,carac- térisé par le fait que la portion de tapis interessant la zone de cuisson, est en acier réfractaire inoxydable. 11- Eguipenent industriel suivant la revendication lEcarac- térisé par le fait qu'il peut etre muni de rouleaux réfractaires pour les températures d'utilisation supérieures à celles prévues pour le tapis réfractaire inoxydable. 12- Equipement industriel suivant la revendication 11, carac- térisé par le fait que lesrouleaux réfractaires sont entraînés par un ensemble de pignons et de chaînes, situés à l'extérieur de la ligne de séchage-cuisson . 13- Equipement industriel suivant les revendications 9,10, et 11, caractérisé par le fait que les éléments de transports qu'ils soient tapis ou rouleaux, sont mus par un motovariateur vitesse variable. 14- Equipement industriel suivant la revendication lwcarac térisé par le fait que sa longueur peut-être modifie dans sa zone de séchage micro-ondes par addition ou soustraction d'un ou plusieurs des éléments modulaires qui la constituent . 15- Equipement industriel suivant la revendication lcaract térisé par le fait que sa longueur peut-être modifiée dans sa zone de cuisson, de préchauffage, de refroidissementJalimentées en énergie thermique , au fuel , au gaz, à l'électricité, par addition ou soustraction d'un ou plusieurs des éléments modulaire qui la constituent. 16- Equipement industriel suivant la revendication lcarac- térisé par le fait que son fonctionnement peut-être modifié par l'action sur divers paramètres intervenant dans la zone micro- ondes et dans la zone fuel, gaz, ou éléectricité0. 17- Equipement industriel suivant la revendication 16,caractérisé par le fait que,dans la zone micro-ondes,peuvent être modifiés et contrôlés : - La puissance des générateurs et leur temps d'action. - La température de l'air récupéré et pulsé , la vitesse de cet air, et le temps de ventilation. 18- Equipement industriel suivant la revendication 16,caractérisé par le fait que dans la zone fuel , gaz , ou électricité peuvent être modifiées et contrôlées les températures des zones le préchauffage , de refroidissement, et de cuisson proprement 1ite. 19- Equipement industriel suivant la revendication 16 carac ;ris par le fait que dans les deux zones micro-ondes et fuel gaz, ou électricité, peut être contrôlée la vitesse d'avancement @u moyen de trans port des produits céramiques. 20- Equipement industriel suivant les revendications l@, 15, 16, 17, 18 et 19,caractérisé par le fait qu'il permet l'établis- sement de profils de séchage-cuisson des produits céramiques, chaque profil correspondant à un produit déterminé. 21- Equipement industriel suivant la revendication 20,carac- térisé par le fait qu'en fonction du profil de séchage cuisson @ réalise, il peut être automatisé, dans sa marche, par micro- processeurs. 22- Equipement industriel suivant la revendication 1, carac -tcrisé par le fait qu'il peut être utilisé pour le raffermisse -ment des pâtes céramiques. 23- Equipement industriel suivant la revendication 1, carac -térise par le fait qu'il peut ere utilisé pour le séchage des moules en plâtre ou en tout autre substance hygroscopique