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PROCEDE DE SECHAGE DE CREUSETS. DE MOUFLES ET ANALOGUES ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente invention est relative à un procédé de séchage en cham- bre de creusets, de moufles, et analogues en terre réfractaire, principalement employés'dans l'industrie du zinc.
C'est chose connue que le séchage des objets considérés nécessite un temps considérable allant généralement de 3 à 6 mois. Pour satisfaire les besoins, on s'est ainsi'trouvé dans l'obligation de réaliser des séchoirsencombrants qui imposent l'investissement de capitaux très importants. D'autre part, les essais de pâtes nouvelles préparées à partir de matières premières demeurées inutilisées en. l'espèce, ne permettent pas de tirer rapidement des 'conclusions. Une pénurie des' matières premières habituellement employées est -donc toujours à redouter.
L'invention a our but d'obvier aux inconvénients signalés par une réduction extrêmement considérable de la'durée du séchage.
A cet effet, dans le procédé 'suivant l'invention, les objets à sécher,sont,traités suivant des données tirées d'expériences préliminaires faites au moyen d'une chambre d'essai dans laquelle un spécimen est porté graduellement, en atmosphère saturée d'humidité,à une température' qui, sans dommage, le met en mesure de subir ensuite, sous l'effet d'une ventilation et d'une tem- pérature graduellement croissantes, une contraction occassionnant une diminutïon de hauteur de l'ordre dé 2 à 3millimètres par heure, ledit spécimen étant placé débout, Ensuite les données expérimentales relatives à la durée du traitement sont appliquées à une chambre de séchage en les affectant dû coefficient d'inertie calorique de cette chambre,
pris par comparaison avec la chambre d'essai.
Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé suivant l'invention, les données arrêtées au moyen'de la chambre d'essai sont déterminées pour réaliser la durée optima de séchage.' '
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Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les spécimens sont .éprouvés en chambre d'essai suivant un mode opératoire comprenant les phases successives ci-après : chauffe lente et progressive durant deux heures en atmosphère saturée d'humidité pour atteindre une température de l'ordre de 35 C à 40 C; séchage à cette température pendant quinze heures environ avec ventilation par tirage naturel pour réaliser une contraction occasionnant une diminution de hauteur de chaque spécimen, de l'ordre de 2 millimètres par heure;
séchage à une température graduellement cm issante jusqu'à atteindre l'ordre de 7000 à 80 C. avec tirage forcé de plus en plus, pour réaliser une contraction occasionnant une diminution de hauteur de chaque spécimen, de l'ordre de 2 à 3 millimètres par heure.
L'invention est également relative à un système pour la mise en oeuvre du procédé nouveau, qui comprend au moins une chambre d'essai et au moins une chambre de séchage ou séchoir.
La chambre d'essai suivant l'invention est en forme d'armoire susceptible d'être close hermétiquement par au moins une porte garnie de calorifuge de même que les parois et le plafond, le plancher étant occupé par une estrade agencée pour y poser les spécimens à soumettre à l'essai et pour abriter un système de chauffage composé, par exemple, de résistances électriques, des moyens étant prévus pour assurer la ventilation de ladite chambre par tirage naturel ou forcé et pour enregistrer les diminutions de hauteur des pièces éprouvées tandis que la porte et les parois précitées présentent des regards vitrés placés pour observer complètement les pièces susnommées ainsi que pour faire les lectures à des appareils de mesure tels que thermomètres et psychromètres dont la chambre est pourvue.
Dans une forme de réalisation avantageuse, cette chambre d'essai est susceptible d'être ventilée au moyen de registres d'entrée d'air disposés au bas des porte et parois susdites, vis-à-vis de l'estrade susnommée, en coopération avec un registre et un aspirateur agencés dans le plafond susmentionné pour assurer la sortie de l'air.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le plafond précité est surmonté d'un enregistreur à tambour rotatif adapté pour supporter un papier mis au contact d'une plume portée par une tige qui traverse le centre dudit plafond en glissant dans un tube protecteur pour reposer par l'intermédiaire d'un croisillon, sur le sommet de chaque spécimen observé.
De son côté, le séchoir suivant l'invention est susceptible d'être clos hermétiquement par au moins une porte garnie de calorifuge de même que les parois et le plafond, le sol étant couvert d'un lattis surélevé pour y poser les pièces à sécher, sous lequel est aménagé un système de chauffage formé d'éléments régulièrement répartis et, par exemple, de tubes à ailettes et à circulation de vapeur, des moyens étant prévus pour assurer la ventilation dudit séchoir par tirage naturel ou forcé et pour enregistrer les diminutions de hauteur des pièces traitées tandis que la porte et les parois précitées présentent des regards vitrés placés pour observer complètement les pièces susnommées ainsi que pour faire les lectures à des appareils de mesure tels que thermomètres et psychromètres dont le séchoir est pourvu.
Dans une forme de réalisation avantageuse, des prises d'air susceptibles de réglage sont régulièrement réparties en sol sous les éléments de chauffage précités pour coopérer avec des bouches d'évacuation placées symétriquement dans le plafond susdit et reliées à un conduit central de sortie pourvu d'un organe régulateur et prévu pour être connecté ad libitum à un aspirateur au moyen d'un tuyau articulé ou flexible.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, une des bouches d'évacuation précitées est placée dans le prolongement du conduit central susdit et est entourée des autres qui, à mi-distance de la précédente à la périphérie du plafond susnommé, sont disposées pour être réunies en étoile à ce conduit relié à chacune desdites bouches par une canalisation secondaire pourvue d'un organe régulateur.
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D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la descript ion du procédé et d'un système pour sa miseen oeuvre', donnée ci- après à titre d'exemple non limitatif et avec référence.aux dessins ci-annexes.
La figure 1 est une vue en élévation représentante avec des brisu- res partielles, une chambre d'essai suivant l'invention,
La figure 2 est une vue en élévation représentante avec des brisa- res partielles, un séchoir suivant l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe montrant,avec des brisures .'par- tielles, le plancher du séchoir illustré par la figure-2,
La figure 4 est une vue en plan du séchoir représenté à la figure 2. - ....- ...
Dans les différentes figures, les mêmes notations 'de --référence dé- signent des éléments identiques ou analogues.
Dans le procédé suivant l'invention,les objets sont traités dans un séchoir d'après des données tirées d'expériences préliminaires faites au moyen d'une chambre d'essai. Chaque spécimen à éprouver est -placé, dans cette chambre, Il y est porté graduellement, en'atmosphère saturée d'humidité à une température qui, sans dommage, le met en mesure de subir ensuite, sous l'effet d'une ventilation et d'une température graduellement croissantes; une contraction occasionnant une diminution de hauteur de l'ordre de'2 à 3 milli- -mètres par heure, le spécimen considéré étant placé debout. On opère pour définir des conditions qui évitent le.,ramollissement du spécimen; son affais- sement, sa fissuration, sa désagrégation, la formation d'ampoules ou autres dommages.
Notamment, on maintiendra une différence de température inférieure à 5 C. entre l'atmosphère saturée de la chambre d'essai et la matière du spé- cimen. On veillera, en outre, à réaliser un chauffage homogène. Un proces- sus convenable de séchage est,ensuite arrêté en partant des données expéri- mentales relatives,à la durée du traitement. Ces'données sont appliquées à la chambre de séchage en les affectant du coefficient d'inertie calorique de cette chambre, pris par comparaison avec la chambre d'essai. '
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'objet de l'inven- tion, les données arrêtées au moyen de la chambre d'essai sont déterminées pour réaliser la durée optima de séchage, c'est-à-dire ,la durée minima.
Mais il n'est pas toujours indispensable de définir'strictement les conditions donnant la durée optima-de séchage. Beaucoup de pâtes servant à fabriquer les creusets et les moufles sèchent de façon analogue. Aussi, il suffira généralement d'éprouver'un spécimen suivant un mode opératoire normal,
Dans une forme de réalisation particulièrement, avantageuse du procédé selon 1'invention, les spécimens ,sont éprouvés en chambre d'essai confor- mément à une, méthode comprenant trois phases, Une première phase consiste en une chauffe progressive durant deux heures en atmosphère saturée d'humidité, pour atteindre une température de l'ordre de 35 C à 40 C.
Dans une deuxième phase, on effectue le séchage à une température pendant environ quinze heures, avec ventilation par tirage naturel. Cette ventilation est réglée pour provoquer une contraction de hauteur de 1?ordre de 2 millimètres par heure,.
Après quoi, les fissurations n'étant généralement plus à craindre, on active le séchage, pour réaliser, dans une troisième phase, une contraction causant une diminution de hauteur de 2 à 3 millimètres par heure. Au cours de cette troisième phase, on opère à une température graduellement croissante jusque a atteindre l'ordre de 70 C à 80 C, avec tirage forcé de-' plus 'en plus, Si l'objet ainsi éprouvé subit ou se montre- susceptible de subir'quelque dommage, on ralentira le rythme de la phase au cours de laquelle ce dommage'' s'est annoncé.
Dans le cas contraire, on- peut accélérer le séchage par des accroissements plus rapides de la température et de la ventilation. On observe -alors une contraction également plus rapide, qui peut être poussée jusqu'à la limite compatible avec une bonne ,tenue,de l'objet, pour. définir les conditions optima de .séchage.... , -
La chambre de séchage-suivant 1''invention '(figuré-1) est en' forme
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d'armoire susceptible d'être close hermétiquement par une porte 1. Cette cham- bre est, par exemple, construite en bois. Les parois 2 et le plafond 3 de même que la porte 1sont revêtus intérieurement d'un. calorifuge tel que du liè- ge.
Le liége peut être recouvert d'une feuille de zinc 19. Le plancher 4 est occupé par une estrade 5 agencée pour y poser les spécimens 18 à soumettre à l'essai. L'estrade 5 abrite des éléments de chauffage qui peuvent être des résistances électriques 6 commandées individuellement par un système 20. Cet- te estrade 5 est alors entièrement protégée par des plaques d'amiante. Des moyens sont prévus pour assurer la ventilation de la chambre soit par tirage naturel, soit par tirage forcé et pour enregistrer les diminutions de hauteur des pièces éprouvées. De plus, la porte 1 et les parois 2 présentent des ré- gards vitrés 7 et 8 placés pour observer complètement ces pièces. La chambre est pourvue de thermomètres et d'au moins un psychromètre, auxquels les lec- tures peuvent.être faites par les regards 8 notamment.
Dans une forme de réalisation avantageuse, la chambre d'essai est susceptible d'être ventilée au moyen de registrés d'entrée d'air 9 disposés au bas de la porte 1 et des parois 2, vis-à-vis de l'estrade 5, pour coopérer avec un registre 10 et un aspirateur 11 agencés dans le plafond 3 pour assu- rer la sortie de l'air. Le registre 10 entre en jeu pour effectuer la venti- lation par tirage naturel tandis que l'aspirateur 11 intervient lorsque le tirage forcé est nécessaire.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le plafond 3 est surmonté d'un enregistreur 12. Cet enregistreur comprend un tam- bour rotatif 13 mu par un mouvement d'horlogerie, par exemple, et adapté pour supporter une bande de papier mise au contact d'une plume 14. Cette dernière est portée par une tige 15 qui traverse le plafond 3. Elle glisse dans un tu- be protecteur 16 pour reposer par l'intermédiaire d'un croisillon 17, sur le' sommet de chaque spécimen 18 observé. La plume 14 et la tige 15 sont, de pré- férence, en métal inoxydable. Le tube 16 peut être en zinc. Pour faciliter les mouvements de la tige 15, celle-ci peut être enduite d'un lubrifiant quel- conque.
Il est superflu de mentionner que l'enregistreur 12 donne graphique- ment les variations de hauteur dues à la contraction de l'objet 18 soumis à l'épreuve.
De son coté, le séchoir suivant l'invention -(figures 2 à 4) est une construction analogue à la chambre d'essai dont il diffère surtout par la capacité. Couvrant de préférence une surface carrée, il est susceptible d'être clos hermétiquement par au moins une porte 21. De meme que les parois 22 et le plafond 23, cette porte¯21 est. revêtue intérieurement de calorifuge,: Le sol est recouvert d'une lattis 24 surélevé pour y poser les pièces 25 à. sécher.
Sous le lattis 24, est aménagé un système de chauffage formé d'éléments 26 ré- gulièrement répartis. Les éléments 26 sont, par exemple, des tubes à ailettes et à circulation de vapeur. Des moyens sont prévus pour assurer la ventila- tion du séchoir par tirage naturel et par tirage forcé. Un système est aussi prévu pour enregistrer les diminutions de hauteur des pièces 25 traitées. La porte 1 et les parois 22 présentent des regards vitrés 27 et 28 placés pour observer complètement les pièces 25. Les regards 28 permettent également la lecture aux appareils de mesure tels que thermomètres et psychromètres dont le séchoir est pourvu. Un thermomètre 43 peut être adapté pour traverser une des parois 22 et rendre la lecture possible de l'extérieur.
Dans une forme de réalisation avantageuse, des prises d'air 29 susceptibles de réglage sont régulièrement réparties en sol sous les éléments de chauffage 26. Elles assurent la ventillation par coopération avec des bou- ches d'évacuation 30.placées symétriquement dans le plafond 23. Les bouches 30 sont reliées à un conduit central de sortie 31 pourvu d'un organe régula- teur 32. Le conduit 31 peut être connecté ad libitum à un aspirateur 33 au moyen d'un tuyau articulé ou flexible 34.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, une des bouches d'évacuation 30 est placée dans le prolongement du conduit central 31. Elle est entourée des autres qui sont disposées à mi-distance de la pré- cédente à la périphérie du plafond 23, pour être réunies en étoile au conduit
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31. Ce dernier est relié à chaque bouche 30 par une canalisation secondaire
35, pourvue d'un organe régulateur 36. Dans la forme de réalisation repré- sentée aux dessins, les bouches 30 sont au nombre de neuf, chacune d'elles in- téressant ainsi sensiblement un neuvième de-la capacité du séchoir.
Comme dans le cas de la chambre d'essai, le plafond 23 du séchoir est surmonté d'un enregistreur 37 donnant graphiquement les variations de hauteur des objets 25 traités, dues à leur contraction. L'enregistreur 37 com- prend un tambour mû par un mouvement d'horlogerie et adapté pour supporter une bande de papier, mise au contact d'une plume 39. Cette dernière est portée par une tige 40 qui traverse le plafond 23 en glissant dans un tube protecteur 41 pour reposer par 1'intermédiaire d'un croisillon 42 sur le sommet d'un des objets 25.
Pratiquement et dans le cas où il s'agit de sécher des objets faits d'une pâte non encore éprouvée, on traite un spécimen en chambre d'essai sui- vant le mode opératoire normal décrit ci-avant, Ainsi, le spécimen dont on enregistre les diminutions de hauteur, dues à la contraction, est placé en atmosphère saturée d'humidité dont on élève progressivement la température jus- qu'à atteindre l'ordre de 35 C à 40 C en deux heures. Si l'atmosphère n'est pas saturée lors de la mise en place du spécimen, il suffit, par exemple, de placer dans la chambre d'essai, pendant quelques secondes, un récipient conte- nant de l'eau en ébullition. Tout en maintenant la température atteinte, on ventile après les deux premières heures par tirage naturel.
Ce tirage est réa- lisé et graduellement intensifié pour provoquer une contraction régulière du. spécimen amenant une diminution de sa hauteur de l'ordre de deux millimètres par heure. Après quinze heures de ventilation par tirage naturel, soit après une réduction de hauteur de 30 millimètres de l'objet éprouvé, le séchage est accéléré en portant graduellement la température jusqu'à environ 70 C à 80 C et en ventilant par' un tirage forcé de plus en plus, de manière à réaliser.une contraction régulière du spécimen amenant une réduction de hauteur de 2 à 3 millimètres par heure.
Généralement, le spécimen sera parfaitement sec après un séjour de 24 heures environ dans la chambre d'essai. A ce régime de la chambre d'essai, correspond un traitement en séchoir qui, pour une installation contenant de l'ordre de 350 creusets, commence par une chauffe en atmos- phère saturée d'humidité; cette chauffe porte la température entre 35 C et 40 C par une progression s'étalant en quinze heures. La suite du traitement qui comporte la ventilation par tirage naturel et la ventilation par tirage forcé, est conduite d'une manière analogue aux opérations similaires en chambre d'essai. En fait, pour tenir compte des diverses nécessités d'une exploitation industrielle, on peut opérer comme suit.
Les organes régulateurs 36 étant ouverts et le registre 32 étant fermé ainsi que les prises d'air 29, on dispose sur le lattis les pièces à traiter en les espaçant de 10 à 15 cent tres. Pour éviter la condensation, aucune ne doit venir sous une bouche d'é- vacuation 30. L'une d'elles est disposée convenablement pour supporter,la tige 40 de l'enregistreur 37. Le chargement terminé, la porte du séchoir est fermée hermétiquement. La journée de travail étant supposée commencer à 8 heures, le séchage débute à cette même heure le lendemain du chargement. Au cours de ce premier jour de séchage, on chauffe pour atteindre en fin de journée de travail, soit à 17 heures, une température de 25 C à 30 C par une progression régulière. La température atteinte est maintenue la nuit qui suit.
Le deuxième jour, la température est augmentée progressivement à partir de huit heures pour atteindre 38 C à 40 C à dix-sept heures et subsister jusqu'au lendemain à huit heures. A ce moment et tout en maintenant la température atteinte, on ventile graduellement par tirage naturel. Pour ce faire le registre 32 est ouvert progressivement tandis que les prises d'air 29 sont ouvertes entièrement. La situation atteinte à dix-sept heures est prolongée la nuit suivante. Dès le quatrième jour à huit heures, on établit la ventilation par tirage forcé. Ce dernier est accentué de plus en.plus tandis que la chauffe est intensifiée progressivement pour atteindre 70 C à 80 C, à dix-sept heures. Les conditions alors réalisées sont maintenues jusqu'à au séchage complet, qui est ainsi généralement effectué en quatre à cinq jours.
Bien entendu,on contrôle la marche du séchage en comparant le diagramme tracé par l'enregistreur 37 à celui obtenu lors de l'épreuve en chambre d'es-
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sai, Il importe notamment que la contraction en séchoir s'effectue suivant la même progression qu'en chambre d'essai. D'autre part, on veillera soigneu- sement à ce que la climatisation du séchoir soit homogène. Le cas échéant, on agira sur les organes régulateurs 36 des bouches d'évacuation 30 pour sa- tisfaire cette dernière condition.
Si le spécimen éprouvé en chambre d'essai se montre peu suscep- tible de supporter le mode opératoire normal parce que trop sévère ou s'il apparaît, au contraire, qu'il est apte à supporter des conditions plus ri- goureuses, on déterminera expérimentalement les données du séchage optimum.
Ces données seront alors appliquées au séchoir en tenant compte des observa- tions particulières qui auront été faites.
Le procédé et le système suivant l'invention ramènent à quel- ques jours la durée considérable de 3 à 6 mois; qui, jusqu'à présent,était nécessaire pour sécher des objets en terre réfractaire, notamment des creu- sets et des moufles. L'encombrement des installations et l'importance des capitaux investis peuvent, en conséquence, être considérablement réduits.
Par ailleurs, des essais de pâtes nouvelles peuvent être faits en un temps très court, ce qui permet d'obvier aux inconvénients d'une pénurie éventuelle des matières premières habituellement employées. En outre, le procédé et le système nouveaux réalisent un -séchage contrôle et conduit ainsi dans les meil- leures conditions;; il s'ensuit une amélioration appréciable du rendement des opérations.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux réalisations décrites ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente demande de brevet.
On pourrait, notamment, définir un mode de séchage répondant aux conditions particulières du travail dans une industrie.
On pourrait, aussi, construire des chambres d'essai et des séchoirs, en utilisant divers matériaux de construction.
On pourrait, encore, construire des séchoirs couvrant des super- ficies rectangulaires ou autres et ayant des capacités définies par des cir- constances spéciales.
EMI6.1
R E V E PI I G A T'I 0 N S,
1,- Procédé de séchage en chambre de creusets, de moufles et analogues en terre réfractaire, caractérisé en ce que les objets à sécher, sont traités suivant¯des données tirées d'expériences préliminaires faites au moyen d'une chambre d'essai dans laquelle un spécimen est porté graduellement, en atmosphère saturée d'humidité, à une température qui., sans dommage, le met en mesure de subir ensuite, sous l'effet d'une ventilation et d'une température graduellement croissantes, une contraction occasionnant une diminution de hauteur de l'ordre de 2 à 3 millimètres par heure, ledit spécimen étant placé debout.