Brevet FR2528401A1 — publié le 19831216

Rouleau pour supporter et pour faire avancer des objets céramique s. L'invention est relative à des rouleaux pour supporter et pour faire avancer des objets céramiques au cours de cycles de traitement qui comportent un traitement thermique, tel qu'une cuisson, des objets cé- ramiques. Les fours couramment utilisés dans l'indus- trie des objets ou articles céramiques sont équipés d'une pluralité de rouleaux rotatifs disposés en travers de chaque canal dans le four et régulièrement espacés suivant la direction longitudinale pour supporter et pour faire avancer des objets ou articles céramiques -qui seront appelés ci-après, par souci de brièveté, "tuiles" pour leur traitement dans le four Les tuiles sont posées directement sur les rouleaux rotatifs, sans utilisation de plateaux supports, du fait que ceci offre la possibilité, compte tenu du mouvement rotatif des rouleaux,de redresser en peu de temps les tuiles dans leur état plas- tique qui sont amenées à se déplacer sur les rouleaux, et, en conséquence, d'obtenir directement à l'extrémité de sortie du four des tuiles droites et plates. De tels rouleaux sont fabriqués à partir de différents matériaux, selon la température à laquelle fonctionne le four dans lequel ces rouleaux doivent être montés Si le four fonctionne à des températures relativement basses, les rouleaux de support d'avance uti- lisés seront alors réalisés, d'une manière classique, en acier inoxydable, tandis que pour des températures élevées et très élevées (par exemple d'environ 12500 C) les rouleaux seront réalisés en matériau céramique. Pendant le traitement thermique ou le proces- sus de cuisson, les tuiles posées sur les rouleaux et amenées à avancer par ces rouleaux se trouvent dans un état plastique et, de ce fait, laissent inévitablement de petites quantités de matière céramique, c'est-à- dire de matière de la tuile, collées sur les rouleaux. Naturellement, les rouleaux doivent être nettoyées à des intervalles fréquents pour que la matière collée sur eux soit retirée, afin d'empêcher un endommagement des tuiles suivantes qui seront traitées dans le four. Dans le cas de rouleaux construits en métal tels que des rouleaux en acier inoxydable, le problème du nettoyage des rouleaux après le traite- ment est résolu d'une manière relativement simple En fait, comme les coefficients de dilatation thermique de la matière du rouleau et de la matière de la tuile céramique sont totalement différents, le rouleau et la matière céramique laissée sur le rouleau à partir de la tuile collée à ce rouleau,se dilatent suivant des taux différents, et à basse température se contractent de manière différente, ceci provoque un décollement facile, à partir du rouleau, de la matière céramique laissée sur ce rouleau, lequel est ainsi "auto-nettoyant". Le rouleau céramique, utilisé de manière classique pour les traitements thermiques à une température élevée pour laquelle-l'acier inoxydable ne pourrait plus être uti- lisé,n'est pas "auto-nettoyant" du fait qu'il est réali- sé en une matière semblable à celle de la tuile qui doit être traitée Ainsi, le rouleau céramique doit être nettoyé fréquemment, ou même être remplacé fréquemment ce qui entraîne une augmentation du coût et engendre des problèmes pour le traitement. Le défaut mentionné ci-dessus représente un sérieuxproblème pour le fabricant de tuiles,et cela d'autant plus que la demande pour des tuiles à haute température augmente constamment, de telle sorte que les rouleaux céramiqu 6 sappropriés pour les traitements à haute température rencontrent une popularité crois- sante. Un rouleau réalisé en un métal spécial appro- prié pour une application aux hautes et très haute tempé- ratures,comme exigé pour le traitement des tuiles à haute température, aurait l'avantage d'être "auto-netto- yant", mais l'utilisation d'un tel rouleau rendrait les tuiles extrêmement coûteusesen raison du coût prohibitif en pratique d'un tel métal. Un premier objet de l'invention est de remédier à de telles difficultés antérieures en fournissant un rouleau pour supporter et faire avancer des objets ou articles en céramique à travers des fours de cuisson, lequel rouleau résiste aux hautes températures, pré- sente une résistance mécanique élevée et rend plus facile le nettoyage destiné à retirer toute matière céramique collée sur la surface du rouleau au cours du traitement thermique des objets céramiques En d'autrestermes, l'in- vention vise à fournir un rouleau "auto-nettoyant" desti- né à servir aux températures élevées. Un autre objet de l'invention est de fournir un rouleau "auto-nettoyant" qui peut être utilisé pour supporter et faire avancer des objets céramiquespen- dant leur traitement dans des fours de cuisson,et qui soit d'une structure très simple et d'un coût réduit. Ces buts, ainsi que d'autres,sont atteints grâce à un rouleau pour supporter et faire avancer des articles céramiquesau cours'de cyclesde traitement qui comportent un traitement thermique de ces articles, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de base essen- tiellement cylindrique en une matière réfractaire, com- portant sur sa surface externe des inserts en métal ou en une matière céramique spéciale qui sont répartis ré- gulièrement sur ladite surface et qui font saillie rela- tivement à cette surface pour définir une surface de support et de contact pour lesdits articles céramiques. Avantageusement, les inserts sont disposés dans des logements ménagés à la surface du corps de base du rouleau. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront mieux d'après la description détaillée qui suit d'un rouleau conforme à l'invention, et illustré à titre d'exemple non limitatif sur le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'un rouleau conforme à l'invention; et La figure 2, est une coupe transversale durôuleau de la figure 1, à une échelle agrandie. En se reportant au dessin, on peut voir que le rouleau destiné à supporter et à faire avancer des matières céramiques, telles que des tuiles, pendant le traitement thermique de celles-ci, comprend, selon l'in- vention, un corps de base 1 réalisé en une matière céra- mique réfractaire,essentiellement cylindrique, et une plu- ralité d'inserts 2 régulièrement répartis sur la surface externe du corps de base 1. Pour réduire le poids total du rouleau ainsi que pour réduire les coûts, le corps de base peut comporter un ou plusieurs trous d'allègement 5 s'étendant parallèlement à la direction axiale Sur les figures 1 et 2, trois trous d'allègement à section transversale circulaire ont été représentés; toutefois, les trous peuvent avoir toute configuration de section transversale appropriée et leur nombre peut être modifié à volonté pour satisfaire aux exigences par- ticulières. Les inserts 2 sont disposés dans des logements 3 spécialement prévus, s'étendant longitudinalement et formés sur la surface du corps de base 1 du rouleau Les inserts 2 font saillie sur la surface du corps de base 1 de manière à définir une surface de contact de support pour les tuiles 4 qui doivent être traitées - Les inserts 2 sont insérés dans les logements 3 suivant toute manière appropriée, de préférence de telle sorte qu'il y ait un effet d'emboîtement En fait, une insertion avec emboîtement facilite l'assemblage du rouleau tout en permettant un remplacement rapide des éléments s'emboî- tant, si nécessaire. Les inserts 2 peuvent avoir toutes formes appropriées, par exemple la forme d'une tige, d'un fil ou d'une feuille, ou d'éléments profilés dont les sections peuvent avoir la forme d'un L, L, t t 8 ou même de petites billes, et en général, ont toute forme convenable pour s'emboîter dans les logements 3 du corps de base 1. De préférence, et comme montré sur la figure 1, plusieurs segments d'inserts 2, tels que ceux décrits ci-dessus,sont montés dans chaque logement 3, un jeu suffisant subsistant entre les segments d'inserts pour permettre la dilatation indépendante de chaque segment d'insert. Le corps de base du rouleau, comme indiqué, est réalisé en une matière céramique réfractaire, comme il est classique dans l'industrie, à savoir en une ma- tière contenant de l'alumine et de l'argile dans des pro- portions appropriées, ladite matière étant nécessaire pour obtenir la résistance mécanique élevée exigée-pour l'application particulière du rouleau considérée Les inserts 2 sont réalisés en une matière qui empêche la matière céramique de la tuile d'adhérer ou de rester collée sur l'insert, ou sont réalisés en une matière "auto-nettoyante", c'est-à-dire une matière ayant des propriétés de dilatation et de contraction thermique différentes de cellasde la matière des tuiles En outre, ladite matière de l'insert doit être capable de suppor- ter les températures de cuisson élevée prévues pour les tuiles appelées "haute température" et en particulier, être capable de résister à l'oxydation à haute tempé- rature car l'ambiance du four est hautement oxydante. Ainsi, les inserts doivent être réalisés en un métal ou un alliage qui peut résister avec succès à l'oxydation aux hautes températures, le métal ou l'al- liage ayant des propriétés de dilatation et de contrac- tion thermique différentes de celles de la matière céramique de la tuile Des métaux ou alliages spéciaux particulièrement appropriés sont des alliages Ni-Cr et Kantal. Les inserts peuvent être réalisés en des ma- tières céramiques spéciales ayant un très fort pourcen- tage d'alumine ou de porcelaine, lesquelles matières ou bien sont soumises à des traitements spéciaux pour les rendre"non adhérentes" vis-à- vis de la matière des tuiles (c'est-à-dire que la matière de la tuile ne col- lera pas sur les inserts), ou bien ont des propriétés de dilatation et de contraction thermique différentes de celles de la matière des tuiles, ou bien ont ces deux caractéristiques à la fois. Il est clair que le rouleau de l'invention peut aussi être utilisé à basse température Dans ce cas, cependant, pour des raisons purement économiques, il est souhaitable de remplacer les inserts métalliques et en alliagesspéciaux par des inserts en acier inoxy- dable qui est moins coûteux. On comprend, d'après la description précé- dente, que le rouleau de l'invention offre conjointement, également et spécialement à un niveau de température éle- vé, tous les avantages d'un rouleau céramique, notamment une résistance mécanique élevée, et les avantage d'un rouleau métallique, notamment les propriétés "auto-netto- yant E' du métal. Le rouleau réfractaire muni d'inserts à résistance élevée selon l'invention est également avanta- geux au point de vue économique puisque son coût n'excède pas celui d'un rouleau classique en acier inoxydable, et n'est pas plus élevé, d'une manière significative, que celui d'un rouleau céramique qui, cependant, devrait être remplacé à des intervalles fréquents; le rouleau de l'invention est d'un coût nettement plus réduit que celui d'un rouleau métallique qui serait réalisé en un alliage spé- cial en vue d'obtenir tous les avantages du rouleau de l'invention. REVENDICATIONS 1 Rouleau pour supporter et pour faire avan- cer des objets ou articles céramiques au cours de cycles de traitement qui comportent un traitement thermique de ces objets, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de base ( 1) en une matière réfractaire, essentiellement cylindrique, comportant sur sa surface externe des inserts ( 2) réguliè- rement-répartis et faisant saillie à partir de ladite surface pour définir une surface de contact et de support pour lesdits articles céramiques. 2 Rouleau selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits inserts ( 2) sont choisis parmi un ensemble d'éléments formés par du fil, des tiges, des billles, des feuilles et des éléments ayant des sec- tions transversales diverses. 3 Rouleau selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits inserts ( 2) sont placés dans des logements ( 3) s'étendant axialement,formés sur la surface dudit corps de base ( 1). 4 Rouleau selon la revendication 3, caracté- risé en ce que lesdits inserts ( 2) sont insérés dans les- dits logements ( 3) avec un effet d'emboîtement. Rouleau selon la revendication 3 ou 4, ca- ractérisé en ce que lesdits inserts ( 2) comprennent, dans chacun desdits logements ( 3), une pluralité de segments, un jeu subsistant entre eux. 6 Rouleau selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que lesdits inserts ( 2) sont réalisés en un métal ou un alliage spé- cial extrêmement résistant aux hautes températures, ou en une matière céramique spéciale. 7 Rouleau selon la revendication 6, caracté- risé en ce que lesdits inserts sont réalisés en un métal choisi parmi les alliages Ni-Cr et Kantal. 8 Rouleau selon la revendication 6, caracté- risé en ce que lesdits inserts ( 2) sont réalisés en une matière céramique comprenant un pourcentage très élevé d'alumine, ou de porcelaine. 9 Rouleau selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits inserts métalliques sont réalisés en acier inoxydable. Rouleau selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, 'caractérisé en ce que ledit corps de base ( 3) comporte au moins un trou ( 5) dallègement s'étendant parallèlement à la direction axiale.