Brevet FR2505815A1 — publié le 19821119

La présente invention concerne un procédé et un four de cuisson d'articles en céramique, notamment en fatence ou en grés cérame. Les articles de haute qualité de la céramique de bâtiment, d'appareils sanitaires et de vaiselle sont, aujourd'hui, presque tous cuits dans des fours-tunnels chauffés au mazout ou au gaz ; le chauffage électrique est rarement utilisé ou limité à des conditions de travail dans lesquelles les articles à cuire sont suffisamment accessibles au rayonnement calorifique. Les gaz de combustion des brûleurs à mazout ou à gaz concentrés dans la partie moyenne, ou zone de cuisson, du four-tunni traversent ce four à contre-courant des articles en cours de cuisson et sont extraits du four près de son entrée. Dans la zone de préchauffage ainsi créée, les gaz cèdent aux articles qui entrent dans cette zone une grande partie de leur chaleur, le reste étant si possible utilisé alleurs ou évacué par la cheminée. A l'opposé, la zone de cuisson est , fiVJ ne zone de refroidissement dans laquelle lec .Z:tic]X;3 sont refroidis par de l'air depuis ltextrémi- (:1 f t: 'nuel. Cet air s'échauffe au contact des articles et est retiré avant d'arriver à la zone de cuisson, pour être éventuellement conduit aux brûleurs en tant qu'air de combustion ou, ce qui est le plus souvent le cas, pour être utilisé à d'autres fins. La consommation de chaleur consiste essentiellement en pertes, par rapport auxquelles l'énergie réactionnelle nécessaire aux processus chimiques, minéralogiques et physiques lors de la cuisson est quasi négligeable. Ces pertes sont essentiellement constituées par la chaleur des gaz évacués, par la chaleur de refroidissement, non récupérée, des articles cuits, des accessoires de cuisson et des chariots sur lesquels les articles traversent le four, et par la chaleur cédée aux parois de ce dernier. Le problème auquel l'invention a apporté une solution consistait donc à améliorer le bilan thermiqué lors de la cuisson de céramique, notamment en tenant compte de l'évolu tion actuelle en matière d'approvisionnement en énergie. La solution proposée selon l'invention consiste en un procédé de cuisson d'articles en céramique suivant lequel un gaz véhiculé en circuit est chauffé électriquement et balaye les articles dans le four. Le gaz en question peut être essentiellement l'air. Un four conçu pour la cuisson d'articles en céramique suivant le procédé défini ci-dessus comporte donc des éléments de chauffage électriques et des conduits de gaz qui, équipés de soufflantes, conduisent le gaz de l'enceinte du four en le faisant longer ces éléments de chauffage et en le renvoyant dans ltenceinte du four. Avec la transmission d'énergie prévue selon l'inven- tion au moyen d'air ou d'un autre gaz on peut opérer la cuisson céramique aussi bien qu'auparavant avec les gaz de combustion, voire mieux, car la vitesse d'écoulement peut être optimisée sur la transmission calorifique sans que l'on ait à tenir compte d'autres facteurs ; en d'autres termes, l'éoulement et la convexion peuvent être très renforcés. Le chauffage électrique, qui n'est lié à aucun flux de matièreSpermet la circulation et par conséquent d'éviter des pertes caloriques par des gaz sortants. Des pertes peuvent être évitées également par le fait qu'il est pis facile de contrôler un chauffage électrique. L'invention offre en outre des possibilités avantageuses de mise on oeuvre grâce auxquelles peuvent être évitées d'autres pertes d'énergie. C'est ainsi que le dit circuit de gaz peut être essentiellement limité à la zone de cuisson, et dans un autre circuit de gaz la zone de refroidissement peut être reliée à la zone de préchauffage, de sorte que la chaleur emmagasinée dans les articles en céramique et dans les accessoires de cuisson peut être utiliséepour le préchauffage, donc dans le four même et pratiquement complètement. Cet autre circuit peut contourner la zone de cuisson, de sorte que la chaleur transmise par lui ne se trouve pas portée au niveau de température de la zone de cuisson. Plusieurs autres circuits de gaz de ce genre peuvent également être installés qui relient entre elles d'une part les sections relativement chaudes de la zone de refroidissement et de la zone de préchauffage, d'autre part les sections relativement froides de la zone de refroidissement et de la zone de pré chauffage. Les liaisons peuvent, comme aussi les conduites de gaz dans la zone de cuis son, être constituées par des tuyauteries revêtues de fibres minénies et/ou de garnitures, par exemple annulaires, en matière réfractaire. Les conduites de gaz citées ci-dessus n'ont pas à être nécessairement consituées par des tuyauteries. La trajectoire du gaz qui partde l'enceinte du four, longe les éléments de chauffage et retourne dans l'enceinte du four > peut éventuellement passer par des canaux en matière réfractaire ou simplement seulement le long de la paroi de l'enceinte du four. Les soufflantes utilisables sont surtout des ventilateurs ou des soufflantes à-jet. Le gaz propulseur pour ces Dernières peut être constitué par une petite partie de l'at mosphère du four qui est comprimée, et/ou par de l'air ambiant comprimé. Un mélange d'atmosphère du four et d'air ambiant doit être envisagé surtout dans le but de soulager en température le compresseur, lequel a, dans cette installation, à assurer une compression particulièrement forte. Il serait également possible d'utiliser un gaz propulseur produit par une combustion. Il va de soi que les quantités de gaz propulseur ajoutées à l'atmosphère du four doivent en être retirées. Mais, de toute faon, il faut prévoir une extraction pour éliminer la vapeur d'eau, l'anhydride carbonique et autres produits gazeux de la réaction engendrés lors de la cuisson céramique. L'écoulement du gaz ou de l'atmosphère du four devrait, dans la zone de cuisson, s'effectuer essentiellement dans la direction transversale du four ; ce faisant, cet écoulement prend les trajets les plus courts et, en outre, dans la zone de cuisson, une courbe de température est possible. Dans la zone de refroidissement et dans la zone de préchauffage, ltécoulemnnt de gaz peut présenter également une composante plus ou moins grande dans la direction longitudinale du four et être par exemple sensiblement héli covdale. Pour établir la dite liaison entre la zone de refroidissement et la zone de préchauffage par le chemin le plus court possible, on peut disposer la zone de préchauffage et la zone de cuisson du four à côtés au-dessus ou au-dessous de la zone de refroidissement, et faire dévier de 1800 les articles pour passer d'une zone à la suivante. Les éléments de chauffage seront en régle générale des éléments de chauffage par résistance, mais l'invention ne se limite pas à ce type d'éléments. Par exemple, un chauffage par arc électrique est concevable. L'invention est applicable aussi bien à la cuisson empilée qu'à la cuisson à plat, aux fours à chariots et aux fours à rouleaux. Il est également possible de transformer des fours existants dans le sens de l'inventinn t dans la mesure où cette transformation, par suite de la suppression de moufles de cuisson, libère de ia place latéralement, la place gagnée peut être utilisée pour parfaire l'isolation thermique. REVENDICATIONS 1. Procédé de cuisson d'articles en céramique, notamment en latence ou en grès, remarquable en ce qu'un gaz véhiculé en circuit est chauffé électriquement et balaye les articles contenus dans le four. 2. Procédé de cuisson selon la revendication 1, remarquable en ce que le gaz véhiculé est essentiellement de l'air. 3. Four de cuisson d'articles en céramique par le procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant une zone de préchauffage, une zone de cuisson et une zone de refroidis serment; ce four étant remarquable en ce qutil comporte des éléments de chauffage électriques et des conduits de gaz qui, équipés de soufflantes, conduisent le gaz de l'enceinte du four en le faisant longer ces éléments de chauffage et en le renvoyant dans ltenceinte du four. 4. Faur selon la revendication 3, remarquable en ce que dans un four tunnel le dit circuit de gaz est limité essentiellement à la zone de cuisson. 5. Four selon la revendication 4, remarquable en ce qu'un autre circuit de gaz conduit le gaz de la zone de refroidissement à la zone de préchauffage et retourne à la zone de refroidissement. 6. Four selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 > remarquable en ce qu'il comporte, pour le ou les circuits de gaz, des tuyauteries revêtues de fibres minérales et/ou de garnitures, par exemple annuaires en matière réfractaire.