Brevet FR2609164A1 — publié le 19880701

La présente invention concerne un four de cuisson de matières céramiques te'les que dalles et similaires. Plus particulièrement il est utilisé principalement mais non exclusivement dans les procédés de cuisson rapide de matières céramiques et notamment de dalles. Les procédés connus de cuisson rapide des dalles céramiques sont effectués moyennant l'emploi de fours continus à rouleaux et c'est en parcourant ceux-ci que la matière subit le cycle de cuisson. Dans ces fours en effet, à régime normal, il y a une distribution bien précise de la température le long de l'axe longitudinal du four, de la bouche d'entrée à la bouche de sortie, représentable par une courbe continue. Dans cette courbe on peut reconnaitre: une première portion ascendante, une portion intermédiaire, o l'on atteint la température maximale, et une portion descendante. La matière, pendant qu'elle parcourt le four, est ainsi graduellement soumise à des températures croissantes durant l'étape de chauffage, jusqu'à atteindre la zone c- température maximale et est ensuite soumise à une action. de refroidissement par degrés. En définitive, le long du développement du four de sa bouche d'entrée à sa bouche de sortie on rencontre des zones en correspondance desouel les on transmet de l'énergie thermique à la matière cérami que, suivies de zones en correspondance desquelles, au contraire, on soustrait de l'énergie thermique à la même matière. Le système universellement employé pour la réalisation de ces opérations d'échange thermique dans les fours à rouleaux est celui d'utiliser un échange basé principalement sur la transmission par convection et caractérisé par la présence de deux écoulements continus en contre-courant, à savoir: la matière céramique à cuire qui de l'entrée avance sur la ligne de rouleaux vers la zone de cuisson et lus fumées chaudes qui de la zone de cuisson se dirigent vers la cheminée. En vue de réaliser une courbe prédéterminée de cuis son, on effectue ensuite l'admission d'énergie à des niveaux thermiques différents de manière à interrompre, sur une portion donnée, l'effet du contre-courant dans le but d'avoir une certaine partie du four à une température constante (dans laquelle il y a l'intervention des réactions chimico-physiques qui donnent lieu au véritable procédé de cuisson). Un système d'échange de ce type entraîne des inconvénients dts au fait que la matière qui avance dans le four rencontre toujours des fumées à des températures différentes et des courants à des vitesses différentes qui la lèchent d'une façon seulement approximativement uniforme. Un autre inconvénient qui se présente dans ces types de fours est représenté par l'impossibilité d'effectuer en cours de cuisson des traitements différenciés, c'est-àdire des traitements qui demandent par exemple des atmosphères contôlées particuiières. L'invention, telle qu'elle est caractérisée par les revendications, se propose de pallier les inconvénients et les défauts de l'art connu précédemment cités. Un autre but de l'invention est celui de créer un four à rouleaux lequel comporte une série d'unités de traitement de nombre égal à celui des niveaux thermiques caractéristiques prévus pour la cuisson, lesquelles constituent essentiellement des modules qui sont tous mécaniquement et thermiquement indépendants l'un de l'autre de manière qu'ils n'exercent aucune influence l'un sur l'autre. D'autres caractéristiques de l'invention ressorti ront plus clairement de la description détaillée qui suit d'une forme d'exécu ion préférée mais non exclusive de l'invention, donné à simple titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe longitudinale schématique, exécutée le long d'un plan vertical, d'un four selon la présente invention; - la figure 2 représente un exemple de courbe de cuisson réalisée par le schéma de four de la figure 1; - la figure 3 montre à plus grande échelle une zone du four de la figure 1. En se référant auxdites figures, on a globalement indiqué en 1 un four pour la cuisson rapide de dalles céramiques 8 lequel comporte une série de zones ou de milieux de traitement disposés et reliés en succession l'un après l'autre par un système de transport comportant un transporteur à rouleaux 6 qui se compose d'une pluralité de rouleaux 7 entraînés par un moteur et disposés côte à côte avec leurs axes parallèles de manière à former un plan de transport. Chaque zone de traitement est caractérisée par un niveau bien défini de température détectable, en ce qui concerne le cycle de cuisson pris en examen, sur le gra phique de la figure 2, où, en fonction de la longueur L du four représentée sur l'axe des abscisses, on a indiqué, sur l'axe des ordonnées, le niveau de température (T). Chaque zone, définie par le niveau prédéterminé de température, est séparée des autres et comporte au moins un "module" indiqué globalement en 12, représenté sur la figure 3. La direction du résultant mouvement d'avancement des dalles 8 à l'intérieur du four et donc également à l'intérieur du module,ou zone de traitement, 12 est indi quée par la flèche 21. Aux dalles qui se trouvent sur le transporteur à rouleaux 6 à l'intérieur du module 12 on trasmet de l'énergie thermique par irradiation par l'intermédiaire de surfaces radiantes disposées à des distances préétablies et exactement au-dessus et au-dessous du plan de transport engendré par les rouleaux 7. Ces surfaces radiantes sont formées des plaques d'irradiation 13 situées contiguës l'une à l'autre et caractérisées par une conductibilité thermique et des coefficients d'émission qui sont élevés même à de basses températures. Les plaques 13 sont chauffées en correspondance du côté opposé à la surface d'émission, c'est-à-dire celle orientée vers le transporteur à rouleaux 6, par des brQ- leurs dont les fumées lèchent les surfaces dudit côté opposé à l'intérieur de chambres ou interstices 14 et 15 séparés hermétiquement de la chambre 16 qui constitue la véritable zone de traitement. De cette manière dans les chambes 14 et 15 la transmission thermique a lieu partiellement par irradiation et partiellement par convection grâce aux fumées chaudes produites par les brûleurs 17, alors que dans la véritable chambre de traitement 16 elle a lieu par irradiation entre les surfaces d'émission des plaques 13 et les dalles céramiques 8. Dans le but de favoriser, à l'intérieur des chambres 14 et 15, les conditions d'échange ther mique entre les fumées chaudes et les plaques 13, les sur faces de contact avec les fumées de ces dernières sont réalisées de manière à obtenir des coefficients d'échange thermique élevés. A l'intérieur de la chambre 16 la circulation d'air est pratiquement nulle. Ceci permet d'éviter toute interférence avec les chambre contiguës. La chambre 16 est en effet séparée tant de la chambre qui la précède que de celle qui vient après en se référant à la direction du mouvement indiqué par la flèche 21, au moyen de minces boites à vent ou hottes d'aspiration 28 et 29 qui opèrent, en conditions de faible dépression, entre la zone de traitement, définie par le module 12, et celles attenantes, à proximité du plan de transport du transporteur à rouleaux 6. Notamment la séparation entre les zones de traitement attenantes est totale en ce qui concerne la partie inférieure aux rouleaux 7, grâce aux parois 41, et partielle, excepté l'épaisseur des dalles 8, en ce qui concerne la partie supérieure, grâce aux parois 40. L'ouverture par laquelle chaque zone est mise en co- munication avec la zone contiguë, laquelle est suffisante à permettre le passage des dalles pendant le transfert rapide de ces dernières d'une zone à l'autre, est fermée, pour ainsi dire, par la faible dépression créée par les hottes ou boites à vent 28 et 29. L'énergie thermique de l'air enlevé à travers les boites à vent 28 et 29 est récupérée, ensemble avec l'é- nergie thermique des fumées enlevées des chambres 14 et 15, dans des récupérateurs 22 et 23 utilisés pour l'alimentation des brûleurs 17. De cette manière la séparation entre chaque chambre de traitement et celle immédiatement contiguë est suffisante à assurer, sans aucun phénomène d'interférence, une différence de niveau de température entre les deux chambres de plusieurs centaines de degrés centigrades. Ceci permet la réalisation de cycles de cuisson rapide dans lesquels on prévoit d'assujettir la matière à cuire à un certain nombre de sautes de température, cha cune desquelles peut être suivie d'une étape de maintien, disposées en succession rapine l'une après l'autre. Ceci offre également la possibilité de destiner une ou plusieurs zones, ou modules, à des traitement en atmosphère contrôlée. Pour effectuer le refroidissement on peut utiliser des modules analogues dans lesquels évidemment les brûleurs 17 n'agissent pas et le sens de l'échange thermique est inversé, c'est-à-dire qu'il va des dalles 8 chaudes aux plaques 17 maintenues à une température bien inférieure. Selon d'autres formes d'exécution les zones ou milieux de traitement du four, individuellement décrits dans le module indiqué en 12, peuvent être disposés à la file de manière qu'ils ne sont pas séparés, mais en communication libre et directe l'un avec l'autre. Evidemment de nombreuses modifications de caractère pratique pourront être apportées aux détails de construction de l'invention sans que l'on sorte pour autant de son cadre de protection, tel qu'il est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Four de cuisson e matières céramiques, telles que dalles et similaires, caractérisé en ce qu'il comporte une série de zones ou de milieux de traitement disposés et reliés en succession l'un après l'autre par un système de transport destiné à transfererrapidement la matière en cours de cuisson d'une zone à l'autre; étant prévu que l'énergie thermique soit transmise et échangée par irradiation entre les parois desdites zones et la matière céramique en cours de cuisson. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de transport comporte un transporteur à rouleaux(6)composé d'une pluralité de rouleaux (7)entraînés par un moteur, à axes parallèles; la transmission de la chaleur par irradiation étant réalisée par des surfaces radiantes situées à des distances préétablies, au-dessus et au-dessous du plan de transport formé des rouleaux(7). 3. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces radiantes sont formées de plaques d'irradiation(13)disposées attenantes et caractérisées par une conductibilité thermique et des coefficients d'émission élevés même à des températures basses. 4. Four selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plaques d'irradiation (13) sont chauffées en correspondance du côté opposé à la surface d'émission,celle o rientée vers ledit plan de transport à rouleaux (7),par des brûleurs (17), dont les fumées lèchent la surface dudit côté opposé à l'intérieur d'une chambre ou interstice (14) et (15) séparé, au moyen des plaques (13), de la zone ou milieu de traitement (16) du four (1). 5. Four selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits milieux ou zones de traitement (16) sont sé parés les uns des autres par des parois transversales à la direction du mouvement c'avance du transporteur à rouleaux (6) pourvues d'ouvertures dont la largeur est suffisante à permettre le passage de la matière en cours de cuisson, en correspondance desquelles se trouvent de minces hottes d'aspiration ou boîtes à vent (28) et (29) opérant en conditions de faible dépression entre les deux zones (16) du four qu'elles sépa rent, à proximité du plan de transport dudit transporteur à rouleaux (6). 6. Four selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits milieux ou zones de traitement (16) sont disposés à la file, en communication libre et directe l'un avec l'autre.