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" Procédé et dispositif pour la fabrication de briques de pavement et autres produits céramiques ".
Cette invention concerne en premier lieu un four tun- nel pour la cuisson des objets céramiques et, en particu- lier, pour la cuisson de briques de pavement, qui doivent être capables de résister à des tensions d'écrasement éle- vées.
Jasqa'à présent il était impossible poar plusieurs raisons, de produire des briques de pavement satisfaisantes, dans des fours continus de construction oonnae, à partir d'argile fasilble. tel que l'argile utilisée dans la fabri- cation des briques à bâtir. L'un des buts de la présente invention est de réaliser an four tunnel du type continu, pouvant être utilisé avec succès pour la caisson des bri- qaes de pavement, quoique ce four perfectionné puisse être
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également employé pour la cuisson de toat objet ceramique.
En ce qai concerne le procédé de caisson des briques ou analogies, la particularité nouvelle essentielle de l'invention, réside dans le traitement de la brique après qu'elle a été vitrifiée dans la zone la pins fortement chaaffée du foar. Au. lieu. d'être refroidies à partir de cette phase du procédé d'une façon continue ou. progressive les briques, après s'être refroidies à an certain degré dans une zone non chauffée ou. région de dévitrification, pas- sent dans ane zone dans laquelle la température est de nou- veau quelque peu relevée avant d'arriver aux zones finales de refroidissement. Le réchauffage ou traitement de recuit, évite toat tendance à la fragilité ou à la formation de craquelures dans la brique.
Dans an foar tunnel construit pour l'execution de l'invention. les ouvertures réglables pour l'arrivée d'air et les moyens pour l'alimentation en combustible, sont disposés de façon à former successivement dans la chambre da four et ce, en partant de l'extrémité à laquelle les objets à caire sont reçus, une zone de chauffage prélimi- naire ou. de dessication, une zone de chauffage ayant ane atmosphère hautement oxydante, une zone de cuisson intensi- ve ou. de vitrification, ane zone de dévitrification primai- re sans alimentation d'air, une zone de cuisson secondaire ou. de rscuit dans laquelle la dévitrification se poursuit, une zone de refroidissement protégée contre les courants d'air, et une zone de refroidissement rapide exposée à des courants d'air.
Le four perfectionné comprend en premier lieu., une ou. plusieurs conduites d'air disposées parallèlement à la cham- bre du. foar et communiquant ave/c elle par des ouvarteres réglables, qui sont convenablement espacées sur la longuer
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de la chambre du four, de manière à former les différentes zones définies ci-dessus destinées à remplir les exigences des différentes phases du procédé de caisson; il comprend en second lieu , une porte destinée à fermer la chambre da four- près de l'extrémité du four à laquelle les produits sont déchargés et ou l'air est admis, l'air étant ainsi contraint à circuler dans les conduites d'air.
Dans le dessin annexé au présent mémoire, qui montre à titre d'exemple une forme de réalisation d'on four cons- trait selon l'invention, Fig. 1 est une coupe longitudinale verticale du four et Fig. 2 est la coape horizontale corres- pondante. Fig. 3 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne X-Y de la fig. 1.
Suivant des observations qui ont été faites, les prin- cipaux effets qui se produisent pendant la cuisson des bri- ques de pavement sont les suivants: A 100 C. l'eau hyg roscopique des objets à cuire est évaporée et en même temps les matières organiques sont dé- barrassées de leur parties volatiles, tandis que les hy- drates de silice et les protoxydes de fer sont décomposés.
A 4000 C. l'argile commence à se décomposer et son eau de constitution est évaporée. A 600 C. le carbone des matiè- res organiques est brâlé, de là la nécessité d'une atmos- phère oxydante. A 700 C. les objets soumis à l'opération de cuisson ne consistent plus qu'en mélange anhydre de si- lice combinable, de silice cristallisée, de silicates d'alu- mine et de chaux, d'oxyde de fer et analogues, suivant la composition de l'argile.
A ce point, l'action des alcalis et des oxydes métalliques commence à produire @ à mesure que la température monte, des combinaisons en présence d'alumine et de ailice et à former des silicates maltiples (complexes) jasqa'à ce qae, les températures allant en aug- mentant (à environ 1150 C.), l'affinité des bases pour
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les acides devient plas grande, en produisant ainsi l'ac- tion de vitrification caractéristique, qui est nécessaire pour la fabrication de briques de pavement. rendant cette action de vitrification, an refroidis- sement brusque donne lieu.
à une consolidation vitreuse produisant une brique de nature fragile, qui ne pourrait être utilisée comme brique de pavement, tandis que le ré- glage approprié du passage gradael de l'état vitreux à l'état solide, produit ane dévitrification ou cristallisa- tion de la substance, en donnait ainsi une brique présen- tant une plus grande résistance au. choc, cette qualité étant de première importance pour une bonne brique de pavement.
Il y a lien de noter, qu'en vue des effets de caisson aux différentes températures ci-dessus spécifiées, l'opéra- tion peut être rapidement effectuée depuis le commencement de la caisson jus qu'àn temps de la vitrification, mais elle nécessite une atmosphère de four ayant un caractère très oxydant à 700 C. D'autre part, la période de refroidisse- ment doit être lente et être progressivement réglée après la vitrification.
L'expérience montre, qu'an-dessous de 850 C. il ne se produit plas de cristallisation et qu'au-dessous de cette température le refroidissement peut être effectué rapide- ment, excepté pour le cas dans lequel des craquelures sont susceptibles de se produire, au-dessous de 5800 C. dans des briques contenant une certaine quant ité de silice libre soas forme de quartz et ce, par suite de la contraction bros que da quartz à cette température.
Dans le foar perfectionné, toutes ces différentes ac- tions sont amenées à avoir lieu dans les conditions les plas favorables et avec des résaltats les plus satisfaisant.
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Dans la forme constructive représentée au. dessin, le four comprend une chambre centrale 1 contenant fine voie longitudinale sur laquelle circulent des wagonnets 2 por- tant les objets à caire. De chaque côté de la dite chambre se trouvent lescondaites longitudinales 3, qui communiquent avec la chambre centrale 1, près de la sortie des pro- duits, au moyen de passages 5. La dite chambre centrale a son entrée fermée par ane porte 6 et, du. côté de l'en- trée des passages 5, elle petit être fermée par fine porte verticale 8 à glissière, pouvant descendre sur la partie plate du wagonnet qui est située en ce point, an espace li- bre étant laissé sur les wagonnets à cet effet lorsqu'ils sont chargés avec les briqaes ou analogies. cette porte est soalevée et abaissée chaque fois qa'an wagonnet entre dans le four.
Les condaites longitudinales 3 communiquent avec la chambre 1 par les orifices 10, qai peuvent être réglés par les registres 11, convenablement espacés lelong da four comme montré au dessin.
Près de la porte d'entrée 6 se troave disposé an venti- latear d'aspiration, qai est relié avec an condait 13 com- maniquant avec la dite chambre par les ouvertures latérales 14, qui peavent être réglées par des valves. L'air exté- riear entre dans le foar par l'extrémité la. Près de la sortie se trouvent disposés deux ventilatears 15 qai en- voient de l'air aax conduites 3, par les tayères 16, cet air pouvant être celai de l'extérieur ou être pris à l'in- tériear du four par l'intermédiaire des conduites 18, de façon à provoquer une circulation d'air dans les conduites en produisant un tirage forcé.
Le combastible constitaé par du charbon pulvérisé est amené dans la chambre 1 par n'importe qael dispositif d'a-
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limentation automatique, qui alimente le combustible au travers des canaux 20 (Figs. 1 et 3) dans la partie sapé- rieare du four. Il est évident que l'on peut employer tout autre combustible approprié.
Dans ce dispositif, qui est principalement destiné à la caisson des briqaes de pavement, le travail s'effectue comme sait:
On soupesé que le foar contient 37 wagonnets ayant chacun par exemple 3 M. de long et que toutes les 2 heures on introduit dans le foar un wagonnet chargé de briques à suire. lorsque le four est en plein fonctionnement, le wagon- net est introduit en ouvrant la porte 6 ainsi que la porte
8, qui so.it ensuite fermées. Le dispositif d'aspiration relié avec le coudait 13 aspire de l'air extérieur dans le four par 1a. La porte 8 étant fermée, l'air passe à tra- vers les conduits 3 et pénètre dans le foar par les oaver- tares 10.
Le dit wagonnet se trouve d'abord dans la zone A, qai comprend six wagonnets, et le chaai'fage y est graduel, par suite de l'absorption de chaleur à partir des gaz chauds provenant de la région de caisson et qai so.t gradaellement déchargés au travers des valves 14. Après 12 heares, les prodaits sont placés dans la zone B qui- s'étend sar cinq wagonnets. Dans cette zone, les produits sont en contact avec les gaz chauds de la combustion et avec l'air arri- vant aux trois dernières oavertares 10. realisant ainsi ane atmosphère fortement oxydante, qai favorise l'élimination des substances organiqaes.
Après 10 heures, les produits sont amenés dans la zone C, qui reçoit sa pins grande quan- tité de charbon palvérisé oa. aatre combastible, de façnn à obtenir la température de vitrification. Cette zone s'é-
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tend sur sept wagonnets et par les ouvertures 10. elle reçoit une partie de l'air requis pour la combustion. Après
14 heures, les produits sont dirigés dans la zone D, qui s'étend sar cinq wagonnets. Cette sone ne reçoit pas d'air des conduits 3; et aucune alimentation en combustible; les produits y sont maintenus à une température qai est no- tablement inférieure à la température de vitrificatiomn. ceci étant la première zone de dévitrification ou de cris- tallisation.
Après 10 heures, les prodaits pénètrent dans la zone E qui s'étend sar cinq wagonnets et qui reçoit de l'air par les ouvertures réglables 10 et reçoit également du combustible, de telle sorte que la températare peat y tre réglée à volonté dans le bat de contrôler la cristal- lisation et d'effectaer an recuit des briqaes. Après 10 les produits heures de séjour dans cette zone de recuit sont placés dans la zone F, dans laquelle ils sont refroidis très lentement, étant donné qa'aacan coarant d'air ne traverse cette par- tie. La dite zone s'étend sur cinq wagonnets et, par suite du refroidissement très graduel qui s'y effectue, la rup- ture vers 5800 des produits mentionnée plas haut, est évi- tée.
Après 10 heures, le wagonnet arrive par la porte 8 et les produits sont alors dans la zone G qui s'étend sar quatre wagonnets et qui est traversée par la totalité de l'air entrant, de telle sorte que l'on obtient an refroidis- sement rapide.
Un avantage important résulte du réglage de l'air sur tout.? la longaeur des conduites 3, par ce qae avec l'em- ploi de n'importe quels moyens de chàaffage appropriés tels que le charbon, le gaz, l'huile combustible ou analo- gues, on peat réaliser dans la zone de caisson une atmos- phère rédactrice, neutre/ou, oxydante, et ceci est une par- ticalarité de grande valear pour la cuisson de tous les produits céramiques ayant an caractère vitrifié oa demi-vi- trifié , tels que les grès, les poteries on la porcelaine.
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De plus, en prévoyant la perte 8, qai fait dévier l'air dans les conduites 3, on prévient tout refroidisse- ment rapide dans les zones F et D et l'air entrant dans la chambre par les oavertares 10 pour les bats de combastion, est chauffé par son passage lelong des parois da foar.
Evidemment, la porte 8 peut être partiellement ouverte si nécessaire dans certains cas.
Suivant la localisation des oavertares 10 d'amenée d'air pour le foar et saivant la localisation des conduits
20 pour l'alimentation en combustible aa sommet da foar, le four peat évidemment être partagé en plasiears zones ayant unem longueur etane température bien définie saivant la natare des produits qae l'on traite et la présente in- vention n'est pas limitée à la forme constractive décrite, qui est uniquement donnée à titre d'exemple.
Dans la fabrication de briques oa de blocs pour pave- ments, selon l'invention, il est en règle générale néces- saire oa en tous cas désirable, qu'avant d'être introduits dans le four tunnel, les blocs soient préalablement formés avec des faces légèrement convexes, de sorte que la bri- que paisse présenter des surfaces planes, après avoir pas- sé le processus de la vitrification, du refroidissement et da recuit.
De plus, il paat être nécessaire , de disposer des briques oa blocs brutes dans le four de manière à ce qu'ils ne viennent pas en contact avec d'autres briques ou blocs qai sont à caire, avec lesquels et avec d'autres objets ils sont préférablement placés sar des plans incli- nés formés par des briques ou. dalles réfractaires empillées dont quelques unes ou. toates sont perforées pour permettre le libre passage des gaz chauds oa de la flamme ou. des flammes.