BE1004183A6 - Methode et dispositif de production de faiences. - Google Patents

Abstract

Méthode pour la production de pièces en matériau céramique, comprenant plusieurs étapes : préparation de la barbotine, acheminement de la barbotine par la conduite principale au réservoir de tête de chaque poste de coulage et ensuite au moule en empêchant que l'air circle dans les alentours du poste de coulage.

Description

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    "Méthode et dispositif de production de faïences"   L'invention concerne une méthode et un dispositif de production de pièces en matériau céramique, telles que cuvettes de W. C.. réservoirs de chasse d'eau, lavabos. etc. 



  L'un des problèmes majeurs rencontrés dans la production de pièces en matériau céramique réside dans le nombre de pièces défectueuses produites. Pour parvenir à un fonctionnement efficace. il est primordial que le taux de pièces de rebut soit réduit au minimum. Vu le grand nombre d'étapes qu'implique la production d'une pièce en céramique. il est également primordial de détecter les défauts de tout type et d'éliminer les produits défectueux au stade le plus précoce possible du processus de production. 



  La présente invention est destinée à fournir une méthode et un dispositif améliorés pour la production de pièces de faïence présentant un minimum de défauts. 



  Dans cette invention, la méthode fournie pour la production d'objets en matériau céramique comporte les étapes suivantes : - préparation de la barbotine pour le façonnage d'une pièce en matériau céramique : - acheminement de la barbotine dans une conduite principale faisant le tour d'un local de coulage. qui est doté de plusieurs postes de coulage ; 

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 - acheminement de la barbotine de la conduite principale au réservoir de tête individuel surplombant chaque poste de coulage ; - acheminement de la barbotine depuis les réservoirs de tête individuels jusqu'à un moule en empêchant que l'air circule de manière significative dans les alentours des postes de coulage individuels jusqu'à ce que la pellicule externe de la barbotine ait séché dans le moule. 



  - circulation d'air autour du poste de coulage pour assurer le durcissement du matériau dans le moule : - démoulage de la pièce de faïence ;   - pose   de la pièce de faïence sur un lit fluidisé jouxtant les postes de coulage individuels ; - acheminement de l'air réchauffé par l'intermédiaire d'une conduite principale traversant le local de coulage ; - acheminement, comme requis, de l'air réchauffé jusqu'aux canalisations d'air individuelles jouxtant les postes de coulage ; - acheminement de l'air réchauffé venant des canalisations d'air individuelles vers les pièces de faïence durant le séchage préliminaire sur lit fluidisé ; - contrôle du débit de l'air sur les pièces de faïence durant le séchage préliminaire sur lit fluidisé ; - séchage des pièces de faïence : - inspection des pièces de faïence séchées ;

   

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 - application d'un émail sur les pièces de faïence : et - cuisson des pièces de faïence. 



  La présente invention fournit également des pièces de céramique chaque fois qu'elles sont produites en utilisant la méthode   et/eu   le dispositif de l'invention. 



  On comprendra plus clairement la présente invention à partir de la description suivante. qui n'est fournie qu'à titre   d'exemple, en     référence aux   dessins qui l'accompagnent et dans lesquels :   - la   fig. 1 est un bloc-diagramme d'une méthode de production d'un objet en matériau céramique selon la présente invention : - la fig. 2 est une vue en perspective du dispositif utilisé dans cette méthode : - la fig. 3 est une vue en plan du dispositif : 
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 - la fig. 4 est une vue en perspective d'un détail du dispositif de c la   fig. 3 :   - la fig. 5 est une vue de profil du dispositif dans une position d'utilisation :   - la fig. 6 est   une vue en perspective d'un détail du dispositif : - la fig. 7 est une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif :

     - la fi2 :. 8   est une vue terminale du détail de la fig. 7 : 

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 - la fis. 9 es : une vue de profil et en élévation du dispositif en cours   d'utilisation. : er   -la fig. 10 est une vue en perspective d'un autre détail du dispositif. 



  Par rapport aux dessins, en commençant par la fig. 1. la méthode de   production d'un objet   en matériau céramique selon la présente invention comprend tout d'abord les étapes de la préparation d'une   barbOtine   pour le coulage de la faïence. Les matériaux bruts pour la barbotine consistent en argile (1), kaolin (2), syénite néphéline (3)   et sable siliceux (4). qui   sont   utilisés dans   des proportions pondérales d'environ 25 %. Pour préparer la barbotine, l'argile est   liquéfiée   et vieillie pendant une dizaine de jours dans un réservoir de stockage. Le sable est   broyé,   trituré et liquéfié avant d'être stocké dans une   réservoir souterrain distinct.

   L'argile   et le sable liquides sont pompés dans un réservoir de mélange (4) et l'on y ajoute le kaolin et la syénite   néphéline.   Durant quelque deux heures et demie. cette mixture est mélangée par agitation permanente dans le réservoir (4). La barbotine ainsi formée passe alors par des filtres (5). pour éliminer les particules et grumeaux de grande taille. et par un   électro-aimant (6).   pour en retirer tous les matériaux qui y sont présents. La barbotine est alors acheminée dans un grand réservoir de stockage souterrain (7) puis. de là. dans les réservoirs individuels de vieillissement (3). souterrains eux aussi. Une fois   préparée,   la barbotine est stockée et vieillie durant une semaine environ.

   La barbotine vieillie est alors acheminée par une conduite principale faisant le tour d'un local de coulage. qui est doté de plusieurs postes de coulage   flO).   La conduite principale à barbotine forme une boucle est la barbotine est pompée dans un branchement d'entrée et tout le long d'un branchement de retour : pour éviter des chutes de pression dans la conduite principale, la barbctine est enlevée du côté de retour de cette conduite. La barbctine est acheminée dans un des réservoirs de tête ou 

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 d'acheminement individuels (12) jouxtant les postes de coulage   (10).   Les réservoirs de tête (12) sont montés à une hauteur réglable selon le poids   d'alimentation en barbotine   par gravité qui est désiré. Deux procédés de coulage sont utilisés dans le local de coulage.

   Un procédé de remplissage semi-automatique ou en batterie est utilisé pour la fabrication de pièces de faïence de taille réduite, pour lesquelles la barbotine est acheminée dans le moule à une pression relativement basse. comprise entre 18 et 22 psi. Pour fabriquer des pièces en faïence de taille plus importante. on recourt à une technique de coulée, la barbotine étant pompée dans le moule à une pression d'environ 100 psi. 



  Dans la phase de coulage   (15),   la barbotine est pompée dans des moules, où elle séjourne entre 70 et 120 minutes. durant lesquelles il n'y a pas de circulation d'air dans l'espace de coulage jouxtant les moules. On évite toute circulation d'air significative dans les alentours du moule pour permettre à la pellicule externe de la barbotine de sécher dans le moule. Après cette   étape,   on fait circuler de l'air autour du poste de coulage pour faire durcir le matériau dans le moule. On démoule alors la faïence brute en en éliminant les bourrelets et en y pratiquant les ouvertures : après deux heures, la pièce moulée est enlevée et déposée sur un lit fluidisé.

   Les pièces de faïence sont placées sur un lit fluidisé jouxtant chaque poste de coulage. de l'air réchauffé étant acheminé jusqu'à elles pour une étape de séchage préliminaire ou séchage sur lit   fIuidisé (19) : elles   sont ensuite transférées dans un local de séchage   (20)   où elles sont conservées à la température d'environ 700 C pour une période   de 24 à 48   heures environ. La pièce de faïence subit alors une inspection (21). au cours de laquelle la matière superflue est éliminée par une soufflerie d'air tandis que de l'huile de paraffine est appliquée sur la surface externe de la 
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 aire pièce en faïence pour faire ressortir toutes les fissures qui pourraient s'y trouver.

   L'émail est alors vaporisé (étape 22) et séché (étape   23 J.   Au cours de l'étape 24. les pièces de faïence 

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 séchées et émaillées sont emmagasinées dans un four où elles sont cuites. Après cuisson. les pièces de faïence subissent une inspection (contrôle de qualité, étape   25)   et les produits qui satisfont aux tests de contrôle de qualité sont emballés et livrés aux clients comme requis. Les excédents de barbotine provenant du coulage (étape   15)   sont recyclés au travers des filtres (5). 



  On sera bien conscient du fait que la production de pièces de céramique selon la présente invention comporte un grand nombre d'étapes et qu'il est primordial pour l'efficacité du fonctionnement de s'assurer de ce que le taux de pièces de rebut soit maintenu à un niveau minimal. tout en produisant les pièces de faïence à un rythme aussi rapide que possible. 



  Nos importants efforts de recherche et développement nous ont permis de découvrir que le séchage sur lit fluidisé ou séchage préliminaire (étape 19) constitue une étape particulièrement critiques dans cette méthode. Pour un séchage sur lit fluidisé d'une efficacité maximale. il est primordial de faire en sorte que l'air chauffé soit acheminé jusqu'aux lits fluidisés dans des temps et des quantités adéquats. de manière à assurer un séchage des pièces de faïence qui soit aussi rapide que possible et évite un surséchage tendant à provoquer des défauts importants. Nous avons développé à cet effet un système à air réchauffé qu'illustrent les fig. 2 à 10. 



  Le système à air réchauffé comprend une première conduite d'air principale   (30).   une seconde conduite d'air principale (31) et des unités à radiateur et à soufflerie   (32.   33, 34). qui sont placées en fonction des canalisations 30 et 31 pour acheminer à travers celles-ci de l'air réchauffé à une température uniforme. Le débit de 
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 l'air provenant des unités à radiateur et soufflerie (32, 33. 34) est contrôlé par les vannes qui leur sont associées (32a, 34a. 33a) puis. entre les conduites principales 30 et   3 L   par d'autres vannes (30a et 31a). 

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  Les importantes surfaces de coulage et de séchage sur lit fluidisé (10) s'étendent perpendiculairement par rapport aux conduites d'air principales qui leur fournissent de l'air réchauffé. Les conduites d'air principales 30 et 31 sont dotées de branchements associés 
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 (35 et 36) par l'intermédiaire desquels les canalisations à air locales (37 et 38 respectivement) reçoivent de l'air. Comme décrit plus en détail ci-après. le débit de l'air qui se dirige vers les canalisations 37 et 38 et vient respectivement des branchements 35 et 36. est contrôlé respectivement par les vannes à commande manuelle 39 et 40. 



  Dans le cas présent, chacune des canalisations à air locales 37 et 38 est fabriquée dans une matière plastique tubulaire et souple et, comme on le verra particulièrement bien dans les fig. 7 et 8, est dotée de plusieurs trous de sortie d'air (45) qui sont disposés longitudinalement à intervalle régulier et à travers lesquels l'air est dirigé vers les lits fluidisés. 



  Si l'on se réfère plus particulièrement à la fig. 7. la canalisation d'air tubulaire en plastique (37) est montée sur un manchon (50) qui est lui-même monté de manière rotative sur l'embout (51) du branchement associé (35 et 36) et une manette (53) est attachée au manchon (54) pour assurer la rotation du manchon (50) et. partant, du tube de plastique souple (37) qui se rapporte à l'embout (51). de manière à diriger le flux d'air provenant des sorties (45) pratiquées dans le tube souple (37) sur les lits fluidisé selon l'angle désiré durant les divers stades du séchage préliminaire sur lit fluidisé.

   Ainsi, les conduits souples peuvent être disposés de façon à diriger le flux d'air sur les pièces de faïence selon n'importe quel angle désiré ou par-dessus les pièces, de manière à fournir un rideau global d'air réchauffé qui ne vienne pas directement en contact avec les pièces de faïence. Les fig. 8 et 9 

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 illustrent sous forme de diagrammes diverses positions des sorties d'air (45). 



  De par leur flexibilité, les canalisations d'air locales   (37)   et (38) peuvent se placer aisément dans toute position désirée. Ainsi. il est aisé de les relever au-dessus des lits de coulage et des lits fluidisés durant le coulage, puis de les abaisser au niveau de ces lits lors du séchage préliminaire sur lit fluidisé. La corde/fil souple (55) traverse les tubes souples en plastique 37 et 38 pour faciliter l'élévation ou l'abaissement désirés des canalisations d'air locales, une des extrémités de la corde étant attachée à l'embout (51) tandis que l'autre traverse le côté opposé du conduit souple par l'intermédiaire d'une poulie (56) et s'enroule autour du point de montage désiré (57,58). 



  L'invention ne se limite pas aux réalisations décrites ci-dessus mais peut être modifiée dans sa structure comme dans ses détails.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Méthode pour la production de pièces en matériau céramique. comprenant les étapes suivantes : - préparation de la barbotine pour le façonnage d'une pièce en matériau céramique : - acheminement de la barbotine dans une conduite principale faisant le tour d'un local de coulage, qui est doté de plusieurs postes de coulage : - acheminement de la barbotine de la conduite principale au réservoir de tête individuel surplombant chaque poste de coulage : - acheminement de la barbotine depuis les réservoirs de tête individuels jusqu'à un moule en empêchant que l'air circule de manière significative dans les alentours des postes de coulage individuels jusqu'à ce que la pellicule externe de la barbotine ait séché dans le moule.

   - circulation d'air autour du poste de coulage pour assurer le durcissement du matériau dans le moule ; - démoulage de la pièce de faïence ; - pose de la pièce de faïence sur un lit fluidisé jouxtant les postes de coulage individuels ; - acheminement de l'air réchauffé par l'intermédiaire d'une conduite principale traversant le local de coulage : - acheminement, comme requis, de l'air réchauffé jusqu'aux canalisations d'air individuelles jouxtant les postes de coulage ; - acheminement de l'air réchauffé venant des canalisations d'air individuelles vers les pièces de faïence durant le séchage préliminaire sur lit fluidisé : <Desc/Clms Page number 10> - contrôle du débit de l'air sur les pièces de faïence durant le séchage préliminaire sur lit fluidisé : - séchage des pièces de faïence :

   - inspection des pièces de faïence séchées : - application d'un émail sur les pièces de faïence : et - cuisson des pièces de faïence.

   2. Une méthode telle que revendiquée dans la revendication 1, dans laquelle : l'air réchauffé est acheminé dans chaque poste de séchage préliminaire sur lit fluidisé par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement d'air souple et obturable au moyen d'une vanne : les conduits souples d'acheminement d'air disposent de préférence d'un grand nombre de sorties disposées longitudinalement et la méthode inclut comme étape le fait de diriger, par les sorties et au débit voulu, l'air réchauffé sur la pièce. en faïence dans un poste de séchage préliminaire sur lit fluidisé ; et la méthode inclut de préférence comme étape le fait de pouvoir relever la canalisation d'air souple au-dessus du poste de coulage et de séchage préliminaire sur lit fluidisé lors du coulage et du démoulage.

   3. Une méthode telle que revendiquée dans les revendications 1 ou 2, dans laquelle la barbotine est préparée en mélangeant dans des proportions pondérales à peu près égales de l'argile, du kaolin, du sable siliceux et de la syénite néphéline, la barbotine étant de préférence préparée par liquéfaction de l'argile, - vieillissement de l'argile liquéfiée pendant plus de cinq jours ; - broyage et triturage du sable pour le liquéfier ; - stockage du sable liquéfié ; - acheminement de l'argile et du sable liquéfié dans un réservoir de mélange ; <Desc/Clms Page number 11> - addition du kaolin et de la syénite néphéline dans le réservoir de mélange ; - mélange de la mixture : EMI11.1 - filtrage de la barbotine ainsi formée :

   e - passage de la barbotine filtrée par un électro-aimant pour en extraire tous les métaux présents : et - vieillissement de la barbotine durant cinq jours au moins.

   Une méthode telle que revendiquée dans n'importe laquelle des revendications précédentes dans laquelle : après séchage préliminaire sur lit fluidisé. la pièce de faïence est séchée à une température d'au moins 65 C durant 72 heures au minimum.

   Une méthode telle que revendiquée dans n'importe laquelle des revendications précédentes, dans laquelle la pièce de faïence subit une inspection par application de paraffine pour mettre en évidence tout défaut qui y serait présent.

   Un dispositif à utiliser pour la production de pièces en matériau céramique par une méthode telle que revendiquée dans n'importe laquelle des revendications 1 à 5. le dispositif comprenant : - une conduite à air réchauffé principale ; - des moyens de chauffage pour réchauffer de l'air : - des moyens de ventilation pour acheminer l'air réchauffé à travers la conduite principale ; et - plusieurs canalisations d'air locales reliées à la conduite principale, les canalisations d'air locales ayant un grand nombre de sorties pour diriger l'air réchauffé sur la pièce de faïence. <Desc/Clms Page number 12>

   7. Un dispositif tel que revendiqué dans la revendication 6. dans lequel : les canalisations d'air locales se composent d'un matériau souple. de préférence un matériau en film plastique tubulaire : les canalisations d'air souples sont de préférence montées de manière ajustable de manière à pouvoir remonter et abaisser les canalisations d'air comme désiré : un fil souple traverse de préférence la canalisation d'air. le fil se détendant et se bloquant pour abaisser ou remonter la canalisation d'air comme désiré.

   8. Un dispositif tel que revendiqué dans les revendications 6 ou 7. dans lequel : la conduite d'air principale est pourvue d'un grand nombre de branchements auxquels sont reliées les canalisations d'air locales ; une canalisation d'air locale est de préférence reliée aux branchements pour assurer la rotation des canalisations d'air locales par rapport aux branchements fixes : la canalisation d'air locale est montée sur un manchon qui est lui- même monté de manière rotative sur le branchement de la conduite d'air principale, la rotation de la canalisation d'air locale s'effectuant de préférence manuellement, grâce à une manette montée sur le manchon.

   9. Un dispositif tel que revendiqué dans n'importe laquelle des revendications 6 à 8, dans lequel : des moyens de réglage par vannes sont prévus à l'entrée de la canalisation d'air locale pour contrôler le débit de l'air venant de la conduite d'air principale et se dirigeant vers les canalisations d'air locales.

   10. Les pièces en céramique chaque fois qu'elles sont produites par une méthode telle que revendiquée dans n'importe laquelle des revendications 1 à 5 ou en utilisant le dispositif tel que revendiqué dans n'importe laquelle des revendications 6 à 9.