Brevet FR2602226A1 — publié le 19880205

On connaît les procédés pour la fabrication de carreaux qui prévoient le dépôt de l'émail sous forme granulaire sur les carreaux au cours de leur traitement thermique de cuisson et, par conséquent, lorsque le carreau a 05 atteint une haute température. L'application de l'émail granulaire sur des carreaux incandescents pose de nombreux problèmes de caractère technologique, physique et chimique. En effet, on doit tenir compte, avec ce procé10 dé, du fait que la température des carreaux est plus élevée que la température de fusion d'au moins une partie des composants de l'émail. Un distributeur d'émail placé en face des carreaux s'échauffe forcément par suite de la chaleur trans15 mise par les carreaux incandescents, aussi bien par rayonnement que par convection. On pourrait envisager de surmonter cette difficulté en éloignant du carreau l'élément de distribution de l'émail et en diminuant de cette façon la chaleur trans20 mise par le carreau à ce distributeur. Cependant, la société demanderesse a constaté que l'augmentation de la hauteur de chute de l'émail granulaire, qui résulte de cet éloignement, est la source de graves inconvénients. En effet, une hauteur de chute exces25 sive fait que l'émail est soumis de façon sélective à l'action des courants d'air ascensionnels qui se produisent en présence des carreaux incandescents dans une atmosphère ayant une température inférieure. En effet, les particules les plus fines sont plus susceptibles d'être freinées par 30 lesdits courants ascensionnels, qui effectuent ainsi une sorte de séparation >ntre les granules de différentes dimensions. De plus, les granules les plus gros, tombant d'une plus grande hauteur, acquièrent une énergie cinétique excessive qui provoque leur rebondissement sur la sur35 face des carreaux. La séparation des particules les plus fines pendant la chute, également à cause des courants ascensionnels, peut provoquer des irrégularités d'applica- tion dues à une chute non parfaitement constante et uniforme des granules d'émail. En outre, la tendance à rebondir des granules ayant une vitesse de chute excessive donne lieu à une application non uniforme sur la surface du 05 carreau, en particulier en ce qui concerne les bords et spécialement le bord antérieur dans le sens du déplacement. Tous ces facteurs exigent donc que la hauteur de chute de l'émail granulaire soit la plus petite possible. L'échauffement spontané du distributeur placé très près des carreaux incandescents est du reste inadmissible étant donné que plus sa température se rapproche de celle des carreaux, plus est induite la fusion de la partie de l'émail ayant le point de fusion le plus bas, qui s'agglomère dans le distributeur et empêche ainsi pratiquement une 15 distribution correcte. L'invention se propose de résoudre ces problèmes en réalisant un distributeur apte à appliquer l'émail avec une petite chute sur des carreaux incandescents, et donc à des températures plus hautes que la température de fusion 20 de l'émail lui-même. La solution s'appuie sur la constatation que la plus grande partie de la chaleur cédée par le carreau incandescent au distributeur placé au-dessus est transmise par rayonnement. On sait que l'échange de chaleur par rayonnement est proportionnel à la différence entre les puissances quatre des températures des corps entre lesquels s'effectue l'échange. Il a été, expérimentalement, prouvé que l'émail froid qui tombe sur la surface des carreaux réduit de façon 30 importante le rayonnement. En effet, la surface externe du carreau se-trouve être constituée par le même émail qui absorbe de la chaleur de la couche superficielle du carreau; l'augmentation de température de l'émail (pour laquelle il faut tenir compte de la chaleur spécifique de l'émail et de 35 la chaleur de fusion de sa composante fondante) a lieu, bien entendu, au prix d'une diminution de la température de la couche superficielle du carreau, même en tenant compte du faible coefficient de transmission de la chaleur dans les corps céramiques, comme le support du carreau, Ainsi donc, selon l'invention, l'émail est versé en cascade par au moins un bord libre d'une surface in05 clinée refroidie sur lequel peut s'écouler l'émail granulaire versé sur la surface. En tombant sur cette surface inclinée, l'émail perd l'énergie cinétique qu'il peut posséder. Le bord libre de chute de l'émail sur les car10 reaux est disposé, avantageusement, du côté de la partie du distributeur tournée dans le sens d'arrivée des carreaux au distributeur, de sorte que ces carreaux passent sous le corps du distributeur après avoir reçu au moins une partie de l'émail granulaire. En particulier, le distributeur comprend une série de bords de chute d'émail, positionnés transversalement par rapport au sens de déplacement des carreaux. Pour permettre de mieux comprendre les buts et les caractéristiques de l'invention, il a été décrit ci20 après des formes de réalisation de celle-ci en se référant aux dessins ci-joints. Sur ces dessins; - la figure 1 est une vue en perspective, générale et schématique, d'une forme préférée de réalisation de l'équi25 pement selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont deux vues, latérale et en plan respectivement, de l'équipement de la figure 1, - les figures 4 et 5 sont des vues partielles analogues à celle de la figure 2 représentant différentes formes 30 d'exécution de l'équipement. En se réferant aux figures 1 à 3, la référence désigne schématiquement un four présentant un logement 11 dans lequel est installé un dispositif distributeur selon l'invention désigné globalement par la référence 12, Le four 10 est un four à rouleaux de type traditionnel et, par conséquent, non décrit en détail; la référence 13 désigne les rouleaux actionnés par un moteur et chargés de transporter les carreaux 14 à l'intérieur de ce four, ou ils sont soumis au traitement thermique adéquat, comme cela est expliqué en détail dans la demande de brevet italien N 19 589 A/85 au nom de la même société 05 demanderesse. Le distributeur 12 comporte un chemin de transport à rouleaux 20 pour les carreaux qui prolonge le chemin à rouleaux 13 prévus dans le four, Les moyens d'entrainement en rotation des rouleaux ne-sont pas mentionnés ici en détail, ces moyens pouvant être, par exemple, à chaine ou à engrenages, comme cela est traditionnel dans ce type d'équipement. De préférence, comme le montre la figure, ces rouleaux 20 ont une surface discontinue pour soutenir le carreau avec appui sur un nombre réduit de points. Cette 15 discontinuité peut être avantageusement obtenue en réalisant le rouleau 20 avec une partie tubulaire centrale 21 munie de saillies annulaires 22; la partie tubulaire 21 est traversée par un fluide de refroidissement, de préférence de l'eau, fourni et extrait par les deux extrémités 20 respectivement à l'aide de conduites 23 et de joints tournants 24 (figure 3). Cette configuration des rouleaux de transport s'est avérée utile pour éviter leur déformation thermique à l'occasion d'interruptions et de reprises du déplacement du tapis continu de carreaux incandescents sur 25 lesdits rouleaux. En effet, lorsque les carreaux incandescents venant du four sur le chemin à rouleaux 20 entrent en contact avec les rouleaux -, qui, s'il y a eu interruption du tapis incandescent, se refroidissent rapidement -, et les touchent sur une zone longitudinale, ces rouleaux tendent à se déformer et à présenter une convexité correspondant à la génératrice à plus haute température. Cette déformation provoquée par le déséquilibre thermique n'a pas tendance à s'auto-compenser rapidement, mais au contraire, au cours des premières minutes de fonctionnement, 35 à s'accentuer, pour cesser ensuite. En effet, pendant la rotation des rouleaux pour le transport des carreaux, la partie convexe plus chaude entre en contact avec les car- reaux, alors que ce n'est pas le cas pour la partie concave plus froide, et cela tend à maintenir le déséquilibre thermique entre les diverses zones longitudinales des rouleaux. La réalisation de rouleaux avec une surface d'appui 05 discontinue permet d'éviter l'apparition et le maintien de ce déséquilibre thermique, limitant également l'importance de la chaleur cédée par les carreaux aux rouleaux et rendant possible le refroidissement de ces derniers sans diminuer sensiblement la température des carreaux. L'adoption 10 d'une surface externe du rouleau formée de nervures annulaires, qui ont également une fonction de distribution circulaire de la chaleur, s'est révélée particulièrement utile pour le maintien de l'équilibre thermique de ce rouleau, Le distributeur d'émail est muni d'une trémie 25 15 destinée à recevoir l'émail granulaire; au fond de cette trémie, un mécanisme d'alimentation, constitué par exemple par un rouleau rotatif 26 permettant d'éviter des agglomérations de la masse, se charge de déposer l'émail sur un crible oscillant 27. De ce crible l'émail granulaire tom20 be sur un groupe de rouleaux rotatifs 30 disposés immédiatement au-dessus de la surface des carreaux transportés par les rouleaux 20. Les rouleaux 30 sont munis, eux aussi, d'un système de refroidissement au moyen d'un fluide qui les parcourt, de manière tout à fait analogue au refroi25 dissement prévupxr les rouleaux 20. Il est à remarquer ici que l'émail tombant sur les rouleaux 30 est ralenti, sa propre énergie cinétique étant réduite par le choc. De cette manière, la hauteur des organes d'alimentation ne pose plus de problème, ces organes pouvant donc être montés 30 à une distance adéquate des carreaux afin de ne pas se trouver soumis à des échauffements dangereux, en tenant toujours compte du fait qu'il faut réduire au minimum la possibilité d'une séparation entre les diverses particules pendant la chute et l'accumulation irrégulière de particu35 les fines de l'émail. Il faut également tenir compte du fait que les rouleaux distributeurs 30 forment écran par rapport à la chaleur transmise par les carreaux, En regard des rouleaux distributeurs 30, et audessous du chemin à rouleaux 20, est placée une trémie 33 de ramassage de l'émail qui peut passer à travers la couche de carreaux défilant sous le distibuteur d'émail. Cet05 te trémie devra être réalisée de manière à réduire la possibilité de formation d'effets de cheminée dus à la présence des carreaux incandescents; et, dans ce but, il est utile que cette trémie soit équipée avec des cloisons transversales 34 et que la bouche de sortie de l'émail re10 cueilli soit hermétiquement reliée aux organes extracteurs. Il a été constaté qu'une telle structure de distributeur permet d'atteindre de façon satisfaisante les buts de l'invention. Chacun des rouleaux 30, par sa partie tournée vers le haut, constitue un double plan incliné d'o l'émail tombe en cascade sur les carreaux à partir des bords qui se trouvent être constitués par les génératrices des rouleaux tangentes à des plans verticaux. La rotation des rouleaux n'est pas absolument indispensable pour la distribution 20 de l'émail, de sorte que ces rouleaux pourraient être fixes. Cepêndant, la rotation est extrêmement utile pour changer continuellement la partie de la surface des rouleaux qui se trouve exposée au rayonnement des carreaux incandescents, ce qui facilite leur refroidissement, avec l'assurance qu'aucune de leurs parties n'atteindra une température à laquelle pourraient commencer des phénomènes de fusion des composants de l'émail, et que ne se produiront pas des dilatations différentielles capables de provoquer la déformation desdits rouleaux. Selon l'invention, le premier rouleau 30 que les carreaux rencontrent sur leur parcours (de gauche à droite sur la figure 1) est positionné de façon à verser par son bordjl'émail sur les carreaux avant que ceux-ci n'entrent dans la zone située sous le distributeur proprement dit, 35 Comme il a déjà été indiqué, cette première chute d'émail provoque une diminution très importante du rayonnement des carreaux par suite d'une baisse de la température de leur couche superficielle, sans que cela puisse induire dans ces carreaux un refroidissement de la masse capable de provoquer d'importants déséquilibres thermiques et la naissance de tensions internes entraînant la fissuration 05 du produit. L'ensemble des rouleaux 30 est donc soumis à un rayonnement radicalement plus bas que celui qu'ils subiraient si les carreaux passaient sous ces rouleaux sans avoir déjà été refroidis par l'émail versé. D'autre 10 part, les rouleaux forment eux-mêmes un écran qui protège aussi bien du rayonnement que de la convection les parties supérieures du distributeur. Le fait d'utiliser une série de rouleaux 30 (au lieu d'un seul) permet d'étendre la zone de carreaux pro15 tégée par ces rouleaux, tout en maintenant leur diamètre relativement faible, et de limiter la hauteur de chute de l'émail conformément aux buts de l'invention. Il s'est avéré avantageux de prévoir une distribution de l'émail par chute à partir de plusieurs bords successifs, également 20 afin d'obtenir une meilleure distribution sur les carreaux. L'émail qui tombe du premier bord sur le carreau incandescent entame immédiatement un phénomène de ramollissement et de fusion, de sorte que l'émail qui tombe des bords rencontrés successivement par-le carreau sur son parcours 25 a moins tendance à rebondir. Les carreaux transportés dans le four sur les rouleaux 13 puis sur les rouleaux 20 sont nécessairement espacés entre-eux aussi bien longitudinalement que transversalement; l'émail distribué par les rouleaux 30 qui 30 tombe dans ces espaces entre les carreaux est recueilli par une trémie inférieure 33 et éventuellement recyclé dans le distributeur. La trémie 33 est munie d'écrans 34 qui forment un labyrinthe pour l'émail, dévient les flux ascensionnels vers l'extérieur de la zone d'application 35 proprement dite et peuvent être refroidis pour diminuer la chaleur reçue par rayonnement de la face inférieure des carreaux. Les rouleaux 20, par suite de leur refroi- dissement et de l'exiguïté des zones de contact direct avec les carreaux, peuvent être maintenus à une température nettement inférieure à la température de fusion du constituant de l'émail ayant le plus bas point de fusion, 05 ce qui empêche celui-ci d'adhérer à la surface de ces rouleaux. Comme il a déjà été indiqué, l'exécution sous forme de rouleaux rotatifs de la surface inclinée de distribution en cascade de l'émail sur les carreaux s'est avérée extrêmement avantageuse en raison de tous les motifs déjà exposés. Cependant, ces rouleaux, comme le montrent les figures 4 et 5, peuvent être remplacés par des surfaces 40 munies de bords 41 à partir. desquels l'émail tombe sur les carreaux. Les surfaces 40 sont formées, de 15 préférence, avec une chambre 42 dans laquelle circule un fluide de refroidissement, de la même manière que dans les rouleaux 30. Les surfaces 40 ne seront pas nécessairement statiques, mais pour obtenir une meilleure distribution de l'émail et pour faciliter son écoulement, elles pourront être vibrantes, par exemple en les montant solidaires du crible 27. En ce qui concerne ces surfaces 40, il est également avantageux d'en prévoir plusieurs, et non une seule, afin d'obtenir une distribution graduelle et progressive de l'émail sur les carreaux ainsi qu'une meil25 leure uniformité de la couche. En particulier,-sur la figure 5, la première surface 40 est représentée tournée vers le côté d'avance des carreaux afin que ceux-ci arrivent sous le distributeur déjà recouverts d'émail, conformément à ce qui a déjà été exposé. Les autres surfaces 40 sont cependant tournées dans le sens opposé, car on, constaté qu'il est avantageux, pour obtenir un recouvrement vraiment uniforme des bords antérieurs et postérieurs, que les granules d'émail aient, dans leur trajectoire de chute, une composante horizontale, parallèle à l'avance des car35 reaux et dans le même sens. REVENDICATIONS 1. Equipement pour l'application d'émail sous forme granulaire sur des carreaux à hautes températures, comprenant un chemin de transport pour les carreaux au05 quel est superposé un élément distributeur (12) de 1'émail, équipement caractérisé par le fait que ledit élément distributeur (12) présente au moins un bord allongé pour verser l'émail s'étendant à proximité du parcours des carreaux, transversalement à ce parcours, et consti10 tuant le bord terminal d'une surface inclinée, des moyens pour déposer l'émail sur ladite surface étant prévus et ledit élément distributeur (12) étant associé à un circuit dans lequel circule un fluide réfrigérant. 2. Equipement selon la revendication 1, carac15 térisé par le fait que ledit bord verseur de 'L'émail est positionné sur le côté du distributeur (12) tourné vers la direction d'arrivée des carreaux (14). 3. Equipement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément distributeur (12) présente une série de bords parallèles terminaux de surfaces inclinées correspondantes. 4. Equipement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites surfaces inclinées présentent un corps creux dans lequel circule un fluide réfrigé25 rant. 5. Equipement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite surface inclinée est constituée par la partie tournée vers le haut du cylindre (30) monté avec axe horizontal et que Iesdits bords verseurs 30 de l'émail sont constitués par les zones des cylindres distributeurs (30) adjacentes à la génératrice tangente à des plans verticaux. 6. Equipement selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens pour mainte35 nir lesdits cylindres (30) en rotation. 7. Equipement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits cylindres (30) sont creux et parcourus à l'intérieur par un fluide réfrigérant. 8. Equipement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit chemin de transport des carreaux (14) est un chemin à rouleaux (20), la surface ex05 terne de chaque rouleau étant munie de saillies discontinues pour l'appui des carreaux (14) sur un nombre limité de points. 9. Equipement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdites discontinuités sont cons10 tituées par des corps annulaires (22) montés coaxialement sur un arbre (21). 10. Equipement selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit arbre (21) est creux de façon à être parcouru par un fluide réfrigérant. 11. Equipement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'audessous du chemin de transport des carreaux (14) sont prévus des moyens de ramassage de l'émail granulaire qui tombe au-delà du bord de ces carreaux. 12. Equipement selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens de ramassage de l'émail sont constitués par une trémie (33) avec des cloisons (34) de déviation de l'émail. 13. Equipement selon la revendication 1, carac25 térisé par le fait que lesdits moyens pour déposer l'émail sur ladite surface inclinée sont constitués par un crible (27) vibrant.