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Procédé de fabrication de briques légères à base d'argile et de tourbe, cuites par auto-pyrogénation.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de briques de construction ou de briques réfrac- taires (pleines, perforées ou creuses pour les briques de construction), à base d'un mélange d'argile et de tourbe, par filage ou moulage et auto-pyrogénation.
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Si l'on incorpore à une pâte argileuse un combus- tible quelconque, ce dernier, au cours de la cuisson effectuée suivant les procédés usuels de fabrication des briques, dis- parait en totalité ou en partie.
Les procédés usuels de cuisson employas pour la fabrication de ce type de produits, ont l'inconvénient de nécessiter l'emploi de combustibles tels que houille, gaz de gazogène, etc... Ces procédês nécessitent donc, soit des installations de manutention et d'alimentation des fours en charbon, soit des gazogènes et des dispositifs d'évacuation des cendres et des mâchefers, toute: ces installations et appareils étant d'un prix élevé.
Le procédé suivant la présente invention se dif- férencie des procèdes antérieurs par le fait que la combus- tible est la tourbe et qu'il est incorporé d'une façon homogène à la pâte argileuse suivant un conditionnement et une quantité déterminée. Cette tourbe permet d'obtenir dans le four de cuisson, d'une part, par distillation lente des matières volatiles, un gaz combustible riche qui, mélange aux fumées et immédiatement extrait du four, ne pourra donc y être détruit par combustion et sera utilisé pour le séchage préalable des produits, d'autre part, par auto-pyrogénation de tout ou partie du coke de tourbe résiduel, la quantité de chaleur nécessaire à la cuisson de la masse argileuse.
Le coJce pouvant encore subsister âpres cuisson, n'intervient plus alors que pour améliorer la résistance à la compression des produits.
Il n'y aura donc en marche de régime du four, aucun apport de l'extérieur en combustible, le seul com- bustible nécessaire étant la tourbe, produit existant en
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abondance sur le sol français et dont l'utilisation pour la fabrication envisagée, permet d'économiser des quantités considérables de charbon, de l'ordre de 50 à 60 Kgs par tonne de briques cuites.
La tourbe est incorporée au début de la fabri- cation dans la masse argileuse dans les mêmes condtions que les dégraissants ou fondants, et ce sans main-d'oeuvre ni matériel supplémentaire. Le four ne comportera donc pas les installations coûteuses précitées. Enfin, les cendres de la tourbe interviendront dans le mélange initial comme dégraissant, ce qui réduira d'autant la quantité à incorporer.
Conformément à l'invention, le mélange de terre argileuse ou réfractaire, de tourbe et des produits secon- daires généralement employés dans la fabrication des pro- duits céramiques, se prépare d'une façon analogue à celle de mélange généralement utilisé pour la fabrication des briques argileuses ou réfractaires, la tourbe ayant été toutefois préalablement conditionnée par désintégration, broyage et malaxage. Le broyage devra être tel que la tourbe puisse passer au tamis n 40 ou plus, suivant la nature, les dimensions, la résistance à la compression demandées au produit final.
La tourbe sera amenée à une teneur en eau au moins égale à celle de la pâte argileuse, ce qui est facile en raison de son avidité, pour l'eau, ce qui empêche de céder une partie de son humidité à la masse argileuse; on évite ainsi l'interpénétration moléculaire de l'argile et de la tourbe, les molécules de tourbe étant simplement enrobées d'argile, ce qui permettra leur combustion lors de la cuisson.
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/ pratiquement, les quantités d'eau incorporées à la tourbe et à l'argile seront déterminées par des essais préliminaires pour chaque nature de pâte argileuse.
Le mélange de la masse argile-tourbe est ensuite convenablement- broyé et malaxé, et humidifié s'il y a lieu, de façon qu'il. ait une parfaite homogénéité et une plas- ticité compatible avec le mode de façonnage choisi et correspondant à une possibilité de séchage normal.
Le mélange aura de préférence une composition comprise entre les limites suivantes :
EMI4.1
<tb> 1 <SEP> - <SEP> Tourbe <SEP> passant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> no <SEP> 40 <SEP> (100 <SEP> kgs. <SEP> en <SEP> sec
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<tb> )150 <SEP> kgs. <SEP> d'eau
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<tb> )400 <SEP> kgs. <SEP> en <SEP> sec
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<tb> l <SEP> élange <SEP> argileux <SEP> (terre, <SEP> argile, <SEP> dé-
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<tb> graissants, <SEP> fondants) <SEP> ...................) <SEP> 60 <SEP> kgs. <SEP> d'eau
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<tb> 2 <SEP> - <SEP> Tourbe <SEP> passant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> n <SEP> 40 <SEP> (10à <SEP> kgs. <SEP> en <SEP> sec
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<tb> )150 <SEP> kgs. <SEP> d'eau
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<tb> hélange <SEP> argileux <SEP> (terre, <SEP> argile, <SEP> dé- <SEP> (350 <SEP> kgs.
<SEP> en <SEP> sec
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<tb> graissants, <SEP> fondants) <SEP> ...................) <SEP> 50 <SEP> kgs. <SEP> d'eau
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Ces compositions ne sont toutefois pas limitatives; elles peuvent être .'menées à varier suivant la nature des argiles et tourbes utilisées.
Lorsque le mélange aura été amené à la parfaite homogénéité indispensable et à la plasticité voulue, la pâte sera filée ou moulée suivant; les procédés habituels, puis séchée dans un séchoir à brigues d'un type courant, dans lequel toutefois, l'air de séchage aura été chauffé en utilisant le gaz extrait du four de cuisson, soit immédiatement, soit après la condensation des sous-pro- duits, qu'il contient (goudron, eaux amm oniacales, etc...).
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Le chauffage de l'air de séchage peut se faire en utilisait la chaleur sensible des gaz, voir même leur cha- leur latente.
On va décrire maintenant en détail la marche des opérations dans le four de cuisson, en se référant à la figure unique du dessin annexé sur lequel on a représenté, d'une façon extrêmement schématique, les dispositions à prévoir, conformément à l'invention, dans un four pour la cuisson des briques.
Les briques séchées dans les conditions ci-dessus indiquées sont introduites dans le four de cuisson qui est par exemple, un four-tunnel.
Elles pénètrent par l'extrémité E; l'air nécessaire à la combustion du carbone fixe de la tourbe répartie dans la masse argileuse est introduit par l'extrémité opposée S.
Les briques cuites sortiront par l'extrémité S, et les fumées par l'extrémité E, un soufflage convenable et éventuellement un tirage.étant établis pour réaliser cette entrée d'air en S, et cette évacuation des fumées en E. Le soufflage sera effectué de façon que, dans le four, les gaz se trouvent sous une pression de quelques millimètres d'eau. Le four doit être parfaitement étanche pour éviter toute fuite de gaz.
Les différentes phases de cuisson dans le four sont les suivantes :
Au début de la campagne de fabrication, on porte les différentes zones du four de cuisson aux températures prévues sur le diagramme de chauffage et de cuisson, en alimentant ce four en combustible auxiliaire provenant de l'extérieur, comme dans le cas de fabrication des briques
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par les procédés ordinaires. Etant donné que ce été alimen- tation n'a lieu que pendant la courtepériode de mise en marche, et cela une seule fois au cours de la campagne, la quantité nécessaire de ce combustible sera donc insignifiante.
Lorsque les températures prévues sont atteintes, elles sont telles qu'elles aillent en croissant depuis l'entrée E jusqu'à un maximum K situé dans la zone de cuisson proprement dite (C'C), puis en décroissant jusqu'à la sortie S.
Dans la zone de chauffage ED', les produits s'échauffent.
Dans la zone de distillation D'D, la température du four est suffisante pour provoquer la distillation lente des matières volatiles de la tourbe, mais insuffisante pour leur combustion (ces gaz, étant donné le sens du tirage, ne passant pas par la zone de cuisson ou. ils pourraient brûler). Ces matières volatiles mélangées aux fumées provenant de la zone de cuisson proprement dite, constituent le gaz pauvre qui est utilisé, comme on l' a indiqué précédemment, pour le séchage et qui s'évacue par l'entrée des produits E.
Jans la zone DC', les matières volatiles ont a peu pr s disparu. Le réglage du four est tel que l'atmosphère n'est plus oxydante dans cette zone. ce qui empêche toute inflammation spontanée de ces matières volatiles. La tem- pérature du four est encore insuffisante pour permettre la combustion du carbone fixe, c'est-à-dire du coke de tourbe résiduel après distillation des matières velatiles.
Dans la zone de cuisson proprement dite CI(; le coke de tourbe de la périphérie des produits se trouve en
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présence d'air comburant, à une température suffisante pour que sa combustion puisse s'effectuer; il devient incandescent et sa combustion se propage rapidement à travers les parois plus ou moins poreuses de la matière argileuse qui sépare les particules de coke de tourbe.
Dans la partie antérieure C'C" de la ,zone de cuisson, une fraction de l'anhydride carbonique provenant de la combustion de la zone C"C passant sur les produits portés au rouge, se' transforme au contact du carbone du coke de tourbe, en oxyde de carbone. On réalise ainsi, , en fait, en même temps que l'auto-cuisson des briques, une gazéification du coke de tourbe. Cette transformation en CO enrichit fortement les gaz combustibles formés dans le four. Ceux-ci sont partiellement amènes.. vers les brûleurs placés au point S.
Dans la zone CS; les produits qui sont cuits se refroidissent progressivement au contact de l'air, jusqu'à la sortie S. La combustion ayant été amorcée dans toute la zone de cuisson C'C, le four est en marche et on supprime l'alimentation en combustible auxiliaire.
Dès que l'alimentation en combustible a été supprimée, on règle et on maintient la température dans la zone de cuisson et, en particulier au point de tempé- rature maximum M. en alimentant les brûleurs placés eh s, en gaz prélevé en des points 1, 2, 3 etc... placés avant la zone de cuisson, au moyen d'un ventilateur Vodont le débit sera réglé en fonction de la température à obtenir en M, par l'intermédiaire d'une canne pyrométrique placée en M, Le gaz prélevé en 1, 2, 3 etc..,.. est plus ou moins .combustible et a une température plus ou moins élevée
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suivant le point de prélèvement et le débit choisis. La tempé- rature en M peut donc être modifiée en conséquence.
Gn règle la quantité dair insufflée en S en agissant sur le ventilateur de soufflage afin que, seul, le coke de tourbe puisse être brûlé. Elle peut donc être limitée si l'on désire conserver au centre des produits, une fraction de ce coke pour améliorer la résistance à la compression.
Si on le désire lesbrûleurs placés en s peuvent être alimentés en air chaud par une conduite t.
Les briques obtenues sont légères, poreuses, iso- lantes, insonores. Elles ont une densité qui peut varier sui- vant la proportion de tourbe incorporée et de coke non con- sumé. Elles sont utilisables dans la construction, car leur résistance à la compression est suffisante et comparable à celle prévue par les normes établies pour les briques ordi- naires.
Dans le cas d'utilisation de terre réfractaire elles sont réfractaires.
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