Brevet FR2694930A1 — publié le 19940225

La présente invention concerne la fabrication du plâtre et en particulier un procédé de cuisson du gypse et le four pour la mise en oeuvre de ce procédé. D'une manière générale, la fabrication du plâtre repose sur une déshydratation plus ou moins complète du gypse qui s'opéré sous l'action de la chaleur. I1 existe une multitude de procédés et de matériels pour fabriquer le plâtre ; les caractéristiques de ce dernier étant directement liées aux techniques utilisées. Selon la méthode de cuisson utilisée, on obtiendra soit des plâtres courants pour la construction, le moulage, colle, soit des plâtres spéciaux pour des moulages de précision, prothèses dentaires, céramique, plâtres industriels. Les procédés utilisés pour la fabrication du plâtre du type hémihydrate alpha notamment, ne sont pas adaptés à une production massive, en grande quantité. La présente invention propose un procédé qui permet de remédier à cet inconvénient, c'est-à-dire un procédé qui permet d'offrir des possibilités de production d'un plâtre de haute qualité, dans des quantités équivalentes à celles qui correspondent à la fabrication des plâtres plus courants. Le procédé de cuisson du gypse1 selon l'invention, consiste à réaliser une cuisson sous pression, au moyen d'un chauffage indirect, avec un brassage continu du produit. La pression régnant dans 11 enceinte de cuisson peut atteindre 10 bars et plus selon les installations et en particulier selon les types d'enceintes de cuisson. Le chauffage est un chauffage indirect utilisant tous types de sources de production de chaleur. La cuisson du gypse s'effectue principalement sous une pression de vapeur endogène. Le dégagement de cette vapeur par le chauffage provient aussi du brassage continu du gypse dans l'enceinte de cuisson. Ce brassage permet en effet de surmonter les problèmes liés aux propriétés isolantes du gypse et du plâtre, qui freinent et limitent les transferts de chaleur. La présente invention concerne également les installations et en particulier les fours pour la mise en oeuvre du procédé de cuisson du gypse. Selon l'invention, ces fours sont essentiellement du type à chauffage indirect ; ils sont munis de moyens de brassage du gypse ; ils comportent plus particulièrement des moyens d'obturation de l'enceinte de cuisson du plâtre permettant ainsi une élévation de la pression dans cette enceinte. Ces fours s'apparentent ainsi à un autoclave où le produit est brassé de façon à réaliser un traitement homogène au moyen d'un chauffage indirect à travers les parois de l'enceinte de cuisson notamment. Selon une des possibilités de l'invention, l'enceinte de cuisson se présente sous la forme d'un cylindre horizontal entraîné en rotation par des moyens appropriés ce cylindre comporte, à ses extrémités, des opercules servant à obturer de façon étanche l'entrée et la sortie, pendant la phase de cuisson du gypse. Toujours selon l'invention, cette enceinte est équipée de moyens qui permettent de régler et de contrôler la pression régnant à l'intérieur. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et du dessin annexé, montrant, à titre indicatif, un exemple de four pour la cuisson du gypse. Ce four comprend une enceinte de cuisson 1 ou réacteur, en forme de cylindre 2 centré sur un axe horizontal. Ce cylindre 2 est enserré dans une fumisterie 3 qui comporte à la partie inférieure une chambre de combustion 4 et, à la partie supérieure, un couvercle 5 muni de carnaux d'évacuation 6. La chambre de combustion 4 est équipée de brûleurs ou autres sources de chaleur, qui fournissent les gaz chauds qui enveloppent l'enceinte de cuisson et assurent le chauffage indirect du gypse. Les extrémités du cylindre sont tronconiques et correspondent à l'entrée 7 et la sortie 8. Ces entrées et sorties comportent des bandages 9 pour guider et soutenir le cylindre par rapport à la fumisterie 3. L'entrée 7 comporte de plus une couronne dentée 11 servant à la mise en rotation du réacteur au moyen d'un ensemble motoréducteur 12. Le gypse est stocké dans une trémie 15, du côté de l'entrée 7 du four. Un lanceur 16 sert à alimenter le four au niveau de son entrée 7. La sortie du four est équipée d'une trémie de décharge 17 au niveau de laquelle s'effectue la vidange de la charge du four, et l'aspiration des buées. L'intérieur de l'enceinte de cuisson 1 est aménagé de façon à favoriser les échanges thermiques entre la paroi et la charge. On remarque, schématisées sur la figure, des palettes 20 qui garnissent la paroi interne du réacteur. Ces palettes permettent d'agiter de façon continue la charge à l'intérieur du réacteur pendant la cuisson pour obtenir une cuisson homogène. Elles sont orientées pour permettre une évacuation de la charge en fin de cuisson, vers la trémie de vidange 17. On remarque, aux extrémités de l'enceinte 1, et en particulier aux extrémités de l'entrée 7 et de la sortie 8, des moyens d'obturation. L'entrée 7 comporte un opercule 21 qui permet de réaliser une étanchéité à l'entrée de l'enceinte 1. Cet opercule 21 est appliqué sur l'extrémité du cône ; il est escamotable par des moyens appropriés pour permettre le chargement du four. I1 est équipé, comme schématisé sur la figure, d'un manomètre 22 qui permet de contrôler la pression régnant dans l'enceinte de cuisson 1. La sortie 8 de l'enceinte 1 comporte de la meme façon un opercule 23. Cet opercule 23 est également appliqué contre l'extrémité du cône de sortie et il est escamotable, dans la trémie de décharge 17, pour permettre la vidange de l'enceinte de cuisson. Cet opercule 23 est équipé, comme représenté schématiquement, de moyens 24 qui permettent de régler la pression régnant dans l'enceinte de cuisson 1. Les moyens de contrôle et de réglage de la pression régnant dans le réacteur peuvent être, selon le cas, sur une autre partie de ce réacteur. La cuisson du gypse s'effectue sous une pression de vapeur qui est supérieure à la pression atmosphérique ; cette pression pouvant atteindre 10 bars ou plus. La vapeur est une vapeur surchauffée endogène c est-à-dire issue du gypse. Ce gypse est continuellement brassé par la rotation de l'enceinte de cuisson dans le cas de figure représenté sur le dessin annexé. On peut cependant prévoir, pour d'autres types de fours, un système de brassage interne par d'autres moyens mécaniques, ou par le biais d'un système de distribution de vapeur dans l'enceinte de cuisson. Cette opération de brassage peut aussi s'effectuer dans des fours qui travaillent de façon continue ou discontinue, avec ou sans recyclage de produit. Les dispositifs d'étanchéité de l'enceinte de cuisson peuvent être adaptés selon le type de four selon qu'il s'agit d'un fonctionnement en continu ou en discontinu. Le maintien de la pression dans le cas d'un four continu peut notamment s'effectuer au moyen de sas alvéolaires. Quel que soit le type de four, l'enceinte de cuisson comporte des organes de sécurité liés à son fonctionnement. Elle comporte également un dispositif de soutirage, à la pression désirée, de la vapeur d'eau créée dans l'enceinte. Cette enceinte est également construite selon les normes, pour résister aux pressions de vapeur interne et de surchauffe. L'énergie nécessaire aux réactions de transformation et au séchage du produit, est apportée par le chauffage de tout ou partie de la paroi de l'enceinte de cuisson, quels que soient les moyens de production de chaleur utilisés. On peut également prévoir une adjonction de vapeur exogène, produite dans un dispositif extérieur pour accélérer le démarrage de la réaction par exemple, pour accélérer la phase de séchage du produit, ou toute autre phase du procédé. On peut également prévoir une réchauffe de la vapeur contenue dans l'enceinte de cuisson au moyen d'un dispositif de chauffe externe avec échangeur, ou générateur de vapeur. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de cuisson du gypse, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une cuisson sous pression, à chauffer le gypse de façon indirecte et à le brasser de façon continue. 2.- Four de cuisson du gypse, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de brassage du gypse, des moyens de chauffage indirect, et des moyens d'obturation de l'enceinte (1) de cuisson du gypse, permettant une élévation de la pression régnant dans cette enceinte. 3.- Four de cuisson du gypse, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte de cuisson (1) en forme de cylindre horizontal (2) entraîné en rotation par des moyens appropriés, munie à ses extrémités, d'opercules (21, 23) servant à obturer, de façon étanche, l'entrée (7) et la sortie (8) de ladite enceinte, respectivement. 4.- Four de cuisson du gypse, selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage et de contrôle (22) de la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte de cuisson (1).