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L'invention concerne la cuisson de produit* céramique ,
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télé que des briques, à partir d'une matière prêtai** contenant de la matière combustible et elle concerne en particulier la cuisson de briques poreuses ou d'autre produit* ayant u Poids
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spécifique ** 1,o-1,.
Il est connu de cuire de produit* céramique , tel* que des briques# à partir d'un Mélange qui contient. outre de l'argile, une certaine quantité de txatiere combustible, par exemple 8 . 20 % en poids de carbone t ce carbone peut être ajouté comme tel ou tous forée d'une matière
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contenant du carbone, telle que cendres volante*# déchet* de , 4chlte,%ochette de lavage (matière provenant d'un lavoir d'un.
houillère), sciure de b-mie ou des Mélangea de es XMMi4fe<t
Si la composition de la matière première a été châtia de manière approximativement exacte en ce qui concerne la teneur
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et la bature de la matière combustible, il ntest par nécessaire d'amener de la chaleur extérieure pour e"ire les produite parce que le combustible nécessaire se trouve déjà dans le mélange
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céramique lui-mime.
Un mélange cérmrlque pour la production de briques peut avoir une valeur calorifique de par exemple 600 -
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1600 tscel/kg tandis que le séchage de la brique dite verte, moulée À partir de ce mélange céramique, et la cuisson de cette . brique n'exigent que 450-500 keal/kg.
Un problème de la cuisson de produit* contenant un excès
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de valeur calorifique consiste à régler la température du produit.
En fonction des matières premières, cette température ne doit pas
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dépasser une certaine caleur par exemple 1000 - 1100. C, sinon, les pores 'obstruent par concrétion d'où résulte une oxydation
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insuffisante de aorte qu'on obtient une brique de qualité 1nr6- rieure.
A partir d'aine matière première à teneur élevé* en combos* tion, on a fabriqué jusqu'ici, dans un four de campagne, des bri. ques de par exemple 22 x 11 x 7 cm. ba cuisson dans de* tour* de campagne nécessite une mainp'oeuvre Importante lea conditions de température sont désagréables pour les ouvriers ; elle prend beaucoup de temps et elle est discontinue. Pour la cuisson de
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briques d*. argiles ordinaires, on utilise de plus en plus les fours-tunnels modernes dans lesquels ces inconvénient. sont supprimée.
En opérant avec un four-tunnel les briques dites vertes
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sont amené.. 1 une extrémité de et four ; { elles traversent auo- ceaatvement une zone de réchauffage$ une zone de cuisson et une zone de refroiddissement après quoi les produite finie sont évacuée à l'autre cote du four. Dans la zone de réchauffage, la brique dite verte est réchauffé* à l'aide des gas de combustion chaude provenant de la zone de cuisson alors que dans la sont de cuisson la brique verte est cuite a une température élevée qui est engendrée par sources extérieures de chaleur se trouvant dans cette zone ;
dans la zone de refroidissement les brique. cuites sont refroidies en contre-courant avec de l'air alors que l'air réchauffé ainsi est utilisé le plua souvent pour le séchage
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des briques verte3o
Ce procédé ordinaire n'est pas applicable comme tel à la cuisson de briques vertes qui ont une teneur élevée en matière
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combustible d'une valeur calorifique de par exemple 600 - 1600 kc.lg.
Il ne auffit pas non plus de supprimer les sources de chaleur extérieuresparce que - même ai l'adduction de chaleur
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supplémentaire moyennant des sources extérieures de chaleur à la zone de cuisson est superflue - il faut prévoir dea moyens pour éliminer le grand surplus de chaleur qui n'est paa évacué par radiation et nous forme de chaleur sensible dans les gaz de combustion chaude.
On pourrait limiter ce surplus de chaleur en cuisant lea briques dans une atmosphère à concentration d'oxygène tellement basse qu'au lieu d'une réaction de combustion
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C 4 02 #### COZ + -94.000 keal/kmol il ee réalise la r'ao- ' tion de cornnlllSt1ori'2 0 + 02 1"" 2 00 z 26.000 kcaX/kraoi et en outre en faisant ae réaliser, pendant la cuisson par adduction de vapeur, la réaction endothermique 0 + M20 '#'#' CO + H2 - 42.000 kcal/kmol. Cependant, à cause de la basse teneur en oxy- gène exigée, la vitesse de combustion et par là la capacité de production sont basses.
Une autre possibilité pour éliminer le surplus de cha leur pourrait constater dans l'aménagement d'éléments de refri dissement dans la zone de cuisson du four. Cependant, ceci pour- rait entraîner des difficultés aux pointa de vue de structure du four, de sa marche et de son réglage* L'élimination du surplus de chaleur en effectuant le processus de cuisson à l'aide d'un grand excès d'air de combustion n'est également pas sans inconvé- nient puisque, malgré l'excès d'air, la température à la surface de la brique à cuire pourrait monter localement jusqu'à une trop grande valeur de sorte qu'on obtiendrait beaucoup de pertes,
La présente invention a pour objet un processus pratique pour la cuisson de produits céramiques d'une teneur élevée en matière combustible,
lequel processus peut Être réalisé dans un four-tunnel.
4-1 Invention se base sur le principe que dans le processus de cuisson il faut distinguer deux périodes, à savoir une premi- ère dans laquelle se consume la matière combustible facilement accessible des briques ou des autres produite et une deuxième dans laquelle se consume la matière combustible moins facilement
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accessible du produit, Hee expérimentât ions faites en entière de ouiaan noua ont prouve que la tière combustible et facile- ment accessible et trouve dans la couche extérieur* de la brique, laquelle couche a un* épaisseur de 1 - 3 eau Ladite mtiêro se trouvant dans cette coucha se consume rapidement griot à un* ad- duction atatfisamment ranld* d'oxygène.
La combustion de la matixro combustible et trouvant dans le noyau de la brique entouré de la eouchw extérieure est pourtant plus diffieil< par butte du fait q,it 1 'adC'.l1cU'"'" d'oxygène 6 travers le* pore* de la zout che extérieure est plus lente* Conformeront A 1* invention* les produite céramiques
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fabriqués à partir d'une matière première contenant une quantité de matière combustible d'une valeur calorifique suffisante pour produire une quantité de chaleur nécessaire à la cuiason des produite, sont cuite en chauffant la matière combu4tible te trou* var.t dans la aurface des produit* ou 1'r".
de celle-ci dans une sono de combustion où les produits sont chauffé* graduellement jusque la tftmr4raur\t nMndLf\M de -tiiiieon et où la teneur en oxygène de l'atmosphère est limitée de manière à ralentir la combustion, alors que la matière combustible se trouvant plus profondément dans les produite est chauffée en faisant passer les produite A travers une seconde sone de combustion où un excès
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d'air de combustion est maintenu, les te#r6ratura. et la co.po- aition voulue de 1' atmosphère dans la première tone" de coabus- tion étant maintenues partiellement par râtl4re du refroidissement et partiellement par recirculation des Cas de combustion vers une telle zone.
L'invention concerne tuent le four-tunnel convenant pour la mise en oeuvre de ce procède.
Les produite peuvent être amené* en continu aux sont*
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de combustion z partir d'une zona de préchauffage et les gat de combustion en recirculation peuvent être ramenée t la proutêre sono de combustion via la sont de préchauffage de etree que ce$
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gaz servant aussi de préchauffée.
Comme l'invention a été faite en particulier en vue de la cuisson de brique., elle aéra décrite ciaprs nous ce même rapport,
Conformément aux conditions d'opération préférées, on réalise le processus de cuisson de telle façon que la combustion de* la matière se trouvant dans la couche extérieure d'une épais* four de 1 3 cm d'une brique se réalise en maintenant pendant cette période une basse teneur en oxygène de 2 12% en volume dans l'atmosphère entourant les briques alors que par refrodisse ment dee eau de combustion en recirouation on fait monter gradu ellement la température d'environ 450 C jusqu'à la température superficielle de cusso d'environ 900 - 110 C, à une vitesse de par exemple 0,
5 2 C/mj 1 ensuite on brûle la matière combustible dans le noyau dans dea conditions plus favorables pour la combustion puisqu'on maintient une teneur en oxygène élevées de 12-21 % et une température de cuisson de 900 - 1100 C par l'adduction d'un grand excès d'air de combustion. De préférence la combustion - et en même temps la cuisson - s'achèvent en contre- courant avec l'air provenant de la zone de refroidissement où il a été chauffé jusqu'à 700 C environ.
Un exemple de la courbe de température des briques et de la teneur en oxygène de l'atmosphère entourant les briques a été reproduit à la figure 1 dans laquelle l'abscisse représente la longueur totale du four-tunnel, donc de l'ensemble des lon- gueurs de la zone de combustion B, C et des zones de réchauffage et de refroidissement A et D ae trouvant des deux côtés de la zone de combustion alors qu'à l'ordonnée gauche on a pointé la température de la brique enC et à l'ordonnée droite la teneur en oxygène en % en volume.
La ligne pleine représente la courbe de la température alors que la ligne pointillé indique la courbe de la teneur en oxygène*
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Dans une construction spécifique et avant que l'oxyda tion totale proprement, dite de la matière oxydable et la cuisson de la brique commencent$ la brique verte a été réchauffée dans une
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acné de réchauffage jusqu'à la température d'1nrl.,.,.ati(\n .
une vitesse de par exemple 3 C/min à l'aide de Ses de combustion chauds qui ont été évacué. de la première sone de combustion et qui, après avoir été soumis à un traitement de refroidissement
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par suite duquel la température a été diminué* d'environ oc?0" 0 A environ 600* C, sont ramenés à la sono de réchauffage et ensuite en courant continu avec le sens de mouvement de la brique à la première zone de combustions Les briques traversent les diffé
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rente* zones à une vitesse de par exemple 3-5t* à l'heure.
Moyennant la recirculation et le refroidissement des gaz de combustion, on peut maîtriser l'augmentation de la tempéra* turc qui se réalise lors du premier stade de combustions Un
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avantage supplémentaire de la recirculation des gai de oomb..'1nn j depuis la premier sone de combustion â travers la sont de réehauf- toge et ensuit* de nouveau vera la première sono de combustion, donc en courant continu avec le sent de mouvement de la brique,
consiste en ce que toute la matière volatile qui se dégage lors du réchauffage se consume dans la sono de combustion et que nulle
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part ne se produit un eners3ooment tel qu'un d'pet de produite goudronneux* Cependant, la température dans la première sono de combustion peut être maîtrisée par réglage de l'adduction de l'air de combustion et éventuellement de l'adduction directe de* gaz
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de combustion r.froidi8 A la zone de combustion Oet air et les gaz de combustion peuvent être amenée latéralement à la prendre sone de combustion et en sortent avec les Sus de combustion supplémentaires produite dans cette sont de telle façon qui part ce courant latéral 11 ne maintient toujours un courant principal contenu due le bons du mouvement de la
brique, 0o courant transversal obtenu psie l'adduotion et 1'4.&-
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cuation des gaz favorise un bon contact avec les briques et: une température homogène en chaque section transversale de la sono de combustion.
Par opposition au sens de courant des gaz se trouvant dans la première zone de combustion, le sens principal du courant des gaz se trouvant dans la seconde zone de combustion peut être opposée à la direction d'avancement den briquée. Ceci peut être réalisé par exemple à l'aide de ventilateurs* A cette zone, on peut amener latéralement de l'air et l'on en évacue latéralement pour assurer ici un bon contact avec la brique à cuire et une température homogène Cet air mort d'air de refroidissement pour évacuer de la chaleur de combustion et en même teaps d'air de combustion.
Après que la matière combustible a été consumée à peu près complètement dans le noyau, les briques peuvent être refroiw dies en contre-courant avec de l'air dans la sont de refroidi.... ment suivante* Une séparation exacte entre la fin de la combus tion et le commencement du refroidissement ne peut être indiquée puisque pendant le refroidissement,les derniers restée du embua-' tible peu accessible se consument 'salement. ±'air chauffé pen dant le refroidissement jusqu'à 700 C environ est, selon un mode de réalisation préféré de l'invention,
amené depuis la zone de refroidissement à la seconde zone de combustion pour y réaliser la combustion de la matière inflammable et peu accessible dans le noyau de la brique sous des conditions optimales,
La figure 2 représente schématiquement une coupe long! tudinale de ce four.
Le four se compose d'un espace en forme de tunnel de section essentiellement rectangulaire qui, à ses deux extrémités, est fermé par une porte.
A l'extrémité gauche, se trouve l'entrée pour les wagons amenant les briques vertes ; 1 ces wagons traversent tout le four et le quittent & l'extrémité droite avec les briquée cuite* et refroidies.
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Lee briques traversent snraaerirra,nt uns Ion. ds ré* chauffas* At un* premier* tond de combustion B, une seconde sont de combu.t1onJC et une sont de refroidissement D, lesquelles sont. peuvent en cas d'une longueur totale du four d'environ 130m
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avoir un* longueur respectivement de 99, 30 70 et 40 Vu **# zones ne sont pas séparé** l'un. de l'autr. par des éléments de séparation mais se suivent directement.
Au-dessus du tours se trouve un canal d'adduction d'air 2 par lequel, Moyennant un ou plusieurs ventilateur* 3, on souf
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fle de Pair qui, an passant par des soupapes 4 et des conduites de raccordement 5 en communication avec des orifices dtinouttle- tion réglables 6, arrive dans le tour. Pou orifice* doinduffla- tion s* troiive régulièrement répartis dans les deux paroi' lat6-- rales du four et cala de façon telle que les orifice* 6 due un* paroi (indiqués par des cerclée) se trouvant en quinconce par rapport aux orifice* 6 dans la paroi opposé* (indiquât par des croix).
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At)oord6'SUI de la son* de réchauffage et de la premier* sont do combustion ses trouve en outre une conduite d'a *né* 7 par laquelle) des trait de combuotion arrivent dans la four en passant par dta soupapes 8 et des orifice* d'inaufflation 9 ménagés dans le toit du ;tour. Les gaz de combustion dégagée dans le four lors de la combustion de la matière combustible se trouvant dans la brique sont évacués par des orifices d'aspiration réglable* 10, ménagea au bas des deux parois latérales et Ils sont évacuée par
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des canaux de raccordement 1 et une conduits collectrice x* C.tote conduit* collectrice aa caractérise par trois conduites d'aspiration qui permettent de réaliser di <MRiar<t simple la courant de gaz voulu dans le four,
à avoir un courant continu dans le sens du mouvement des briques dans la sont de réchauffage A et dans la première tond* de combustion B ainsi
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qu'un contre-courant dana la seconde sono de combustion dans la zone de refroidissement D
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Moyennant une conduite collectrice Ut la partie la plu* pauvre en oxygène de gas recueillis dans la conduite i, Iloba- @ lement la moitié est envoyée dans la conduite 7 en passant par
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un éebangeur de chaleur 14, un ventilateur 15 et une conduite 16* En outres l'échangeur de chaleur @,
et muni d'un by-paaa 17 de aorte qu'il est possible de varier entre de larges limites la température des gaz de combustion à ramener*
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La conduite 13 *et munie de conduites d'amenée 18 ras- pectivement 19 pour l'amener de l'air frais, respectivement de l'eau, ce qui permet un réglage plus poussé de la température et de la concentration en oxygène.
Par une deuxième conduite d'aspiration 20 disposé
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environ au centre de la conduite collectrice 12$ o'.at-1-dtre au niveau du passage de la première zone de combustion à la seconde, une partie des eato globalement 1/4# peut ttre évacuée à la cheminée (non reproduite) en passant éventuellement par en èchangour de chnleur 21 et un ventilateur 22. Par une tro1al..e conduite d'aspiration 23, disposée environ à mi-hauteur de la
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seconde zone do combustion, le reste des gaz, globalement 1/t,, est évacué en passant par un ventilateur 21,.
Ces gax peuvent être dilués avec de l'air amené par une conduite 25 de aorte que la* température de ces eat peut être diminuée jusqu'à 150 0 environ, après quoi ils peuvent être envoyés nous forme d'air de sichage au tunnel ou à la chambre de séchage n<n.reproduits..
La sont de refroidissement lui contient une conduite d'amenée 27. munie d'un ventilateur 26, et destinée A 1'aiï* de refroidissement*
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Ensuite, le four est équipé de quelques brueurs non reproduite pour la mise en route du four, lendits brûleur* étant
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arrités au bout de quelques tempe.