<Desc/Clms Page number 1>
Four pour produits céramiques On connaît des fours pour produits céramiques dans lesquels les produits céramiques de grandes dimensions, tels que les appareils sanitaires, sont cuits à travers un tunnel dans lequel ces produits sont acheminés sur des chariots. Les plates-formes des chariots constituent la partie inférieure ou sole effective du four, qui en conséquence ne fait pas normalement partie de la surface de chauffage de ce four. En fait, les chariots et les éléments réfractaires supportant les pièces ou produits absorbent une proportion importante de la chaleur fournie au four. de sorte qu'il en résulte une perte de chaleur lorsque ces pièces sont acheminées le long du four et quittent celui-ci.
Ces faits, combinés à la section droite importante du tunnel, rendent difficile le chauffage uniforme des pièces. En conséquence, ces pièces doivent être chauffées lentement et leur cuisson exige un laps de temps important.
La présente invention concerne un four pour pièces céramiques comportant un seul tunnel à travers lequel les pièces sont déplacées, qui obvie aux inconvénients des fours connus.
Le four selon l'invention est caractérisé en ce que les pièces traversent des zones de préchauffage, de cuisson et de refroidissement en reposant sur des plates- formes de support écartées de la sole du four et prenant appui sur des moyens qui permettent le guidage à coulissement de ces plates-formes, au moins sur la plus grande partie de la longueur du tunnel, la zone de cuisson présentant des bandes de chauffage longitudinales servant à chauffer indirectement le tunnel, principalement par rayonnement, ces bandes de chauffage étant réparties au moins autour des parois inférieure et latérale du tunnel, des organes étant prévus pour faire varier la chaleur fournie par les bandes chauffantes, à différents niveaux de la zone de cuisson.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, se rapporte à une forme particulière d'un four selon l'invention.
La fig. 1 est une représentation schématique à petite échelle, avec coupe, du four selon cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale simplifiée d'une partie d'une zone de préchauffage du four. La fig. 3 est une vue en coupe horizontale simplifiée de la même partie de la zone de préchauffage représentée sur la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale verticale à travers la zone de préchauffage, par la ligne 4-4 en fig. 2.
La fig. 5 est une vue en coupe transversale par la ligne 5-5 en fig. 2.
La fig. 6 est une vue en coupe longitudinale simplifiée d'une zone de cuisson du four et de l'étage initial de la zone de refroidissement.
La fig. 7 est une vue en coupe horizontale simplifiée de la zone de cuisson et de l'étage initial de la zone de refroidissement.
La fig. 8 est une vue en coupe transversale à travers la zone de cuisson, par la ligne 8-8 en fig. 6.
La fig. 9 est une vue en coupe transversale verticale à travers l'étage initial de la zone de refroidissement, par la ligne 9-9 en fig. 6.
La fig. 10 est une vue en coupe longitudinale simplifiée des étages intermédiaire et final de la zone de refroidissement du four.
La fig. 11 est une vue en coupe horizontale simplifiée des étages intermédiaire et final de la zone de refroidissement.
La fig. 12 est une vue en coupe transversale verticale à travers les étages terminaux de la zone de refroidissement, par la ligne 12-12 en fig. 10.
<Desc/Clms Page number 2>
Le four pour produits céramiques chauffé par des combustibles gazeux comporte un seul tunnel longitudinal continu 13, le long duquel les pièces devant être cuites sont acheminées. Ces pièces pénètrent dans le tunnel 13 à une extrémité 14 et traversent successivement une zone de préchauffage PH (fig. 1), une zone de cuisson F et une zone de refroidissement C avant de quitter le four à l'autre extrémité 31 du tunnel. Ce tunnel est fermé par une enveloppe externe 12 en briques réfractaires et isolantes convenables.
Des bandes de chauffage constituées par des chambres de combustion 15 s'étendent longitudinalement aux parois latérales du tunnel, dans la zone de cuisson, et se poursuivent à travers la zone de préchauffage. Suivant le mode de réalisation particulier représenté, il est prévu trois chambres de combustion longitudinales 15 disposées l'une au-dessus de l'autre sur chaque paroi latérale des zones de cuisson et de préchauffage du tunnel. Les chambres de combustion 15 sont délimitées par des rangées de blocs 16 ménageant des gouttières, encastrés ou incorporés à la maçonnerie du four comme montré sur les fig. 4, 5 et 8. Au lieu de blocs ménageant une gouttière, on peut utiliser des blocs ayant eux-mêmes une forme de gouttière.
Les côtés ouverts des gouttières par les blocs 16 sont orientés vers le tunnel et sont recouverts par des dalles réfractaires 17 aisément remplaça- bles. Ces dalles 17 sont relativement minces et sont en matière réfractaire à haute conductibilité thermique, de sorte qu'elles assurent une bonne conduction de la chaleur. Les dalles 17 reposent dans des rainures prévues dans une aile inférieure de chaque gouttière et sont inclinées de façon à s'appuyer contre une aile supérieure plus courte de cette gouttière. Les joints verticaux entre les dalles voisines sont recouverts par des parties formant onglets (non représentées). Si une dalle est endommagée, elle peut être remplacée aisément sans avoir à démonter la maçonnerie du four.
En plus des chambres de combustion 15 ménagées dans les parois latérales du tunnel, il est prévu une bande de chauffage longitudinale constituée par une chambre de combustion 18 s'étendant le long de la partie médiane de la sole dans la zone de cuisson et se poursuivant également à travers la zone de préchauffage. On peut aussi prévoir plusieurs bandes de chauffage dans la sole. La gouttière formant cette chambre de combustion 18, ménagée dans la zone de cuisson et sur la plus grande partie de la zone de préchauffage, est délimitée d'une façon analogue à celle indiquée pour les chambres de combustion latérales 15, son côté ouvert étant orienté vers le haut.
Toutefois, cette gouttière n'est pas recouverte par des dalles, car elle est en fait effectivement close comme indiqué plus loin. Sur le reste de la zone de préchauffage qui forme la partie initiale de la zone dans laquelle les pièces pénètrent tout d'abord, il est prévu une chambre de combustion inférieure formée par une membrure métallique 44 à section en I, constituant un conduit de section droite rectangulaire.
Le toit du tunnel est formé par des briques réfractaires pleines 19 et a une forme de voûte. Cette forme de voûte augmente la surface servant à réfléchir la chaleur reçue par rayonnement depuis les dalles inclinées recouvrant les chambres de combustion et par conduc- tion à partir de la maçonnerie du four entourant les parties considérées. Suivant l'exemple particulier de four décrit, le toit du tunnel reçoit ainsi une quantité de chaleur suffisante pour constituer une surface de chauffage adéquate sans qu'il soit nécessaire de prévoir des bandes chauffantes dans le toit lui-même.
Des chambres de combustion peuvent toutefois être prévues dans le toit du tunnel, au moins dans la zone de cuisson, si cela s'avère nécessaire dans les constructions de fours dans lesquelles le toit n'est pas chauffé d'une manière appropriée.
Dans la zone de cuisson, des brûleurs 20 (fig. 6, 7 et 8) introduisent du combustible gazeux dans les chambres de combustion latérales 15 et dans la chambre de combustion inférieure 18, en des points voisins de l'extrémité de sortie, des pièces hors de la zone de cuisson, au voisinage de la zone de refroidissement. Au voisinage des brûleurs 20, la, quantité d'air primaire fournie aux chambres de combustion est insuffisante. L'air restant nécessaire pour assurer une combustion complète est fourni aux chambres de combustion sous forme d'air secondaire en aval des brûleurs 20, c'est-à-dire entre ces brûleurs et l'extrémité de sortie des pièces hors de la zone de cuisson.
L'air secondaire est prélevé en un point situé à l'extérieur du four et est fourni aux chambres de combustion par l'intermédiaire de conduits d'alimentation 21. Cet air secondaire refroidit les parois du tunnel et assure une nette délimitation de la zone de cuisson. Du fait de ce refroidissement des parois, l'air reçoit de la chaleur, de sorte que l'air secondaire atteignant les brûleurs soit préchauffé. Si cela est nécessaire, de l'air tertiaire peut être fourni en un point ou en plusieurs points espacés sur la longueur de la zone de cuisson. Des vannes ou registres sont prévus pour commander l'écoulement de l'air secondaire et de l'air tertiaire en chaque point d'admission.
Un brûleur additionnel 22 est prévu dans la chambre de combustion inférieure en un point situé à mi-distance le long de la zone de cuisson; ce brûleur est alimenté également en air secondaire introduit dans la chambre de combustion en aval du brûleur. Les brûleurs 20 et le brûleur additionnel 22 sont associés chacun à un injecteur d'air et de gaz et à une vanne de réglage (non représentés), de sorte que l'alimentation de chaque brûleur puisse être réglée de façon indépendante. En outre, des organes sont prévus (bien que cela ne soit pas représenté sur les dessins) pour assurer un réglage automatique du mélange de gaz et d'air, afin de satisfaire aux exigences thermiques du four dans la zone de cuisson. L'alimentation en air secondaire peut également être réglée de façon. à satisfaire aux conditions de combustion et de température.
La disposition des bandes de chauffage dans la zone de cuisson et l'utilisation d'une régulation indépendante pour les brûleurs de chambres à combustion et pour l'alimentation en air secondaire de ces chambres de combustion permettent à la chaleur fournie aux différents niveaux de la zone de cuisson d'être réglée et éventuellement modifiée en service afin de maintenir une température presque uniforme dans la totalité des sections droites du :tunnel, à un degré plus précis que cela n'eût été possible avec les fours-tunnels classiques.
Lorsque les pièces traversent la zone de préchauffage, elles sont chauffées de façon indirecte par la chaleur contenue dans les produits de la combustion s'écoulant le long des chambres de combustion à partir de la zone de cuisson.
En quittant la zone -de cuisson, les pièces traversent directement la zone de refroidissement, avant de quitter le tunnel. Cette zone de refroidissement est divisée en trois étages : un étage de refroidissement rapide initial
<Desc/Clms Page number 3>
CI, comme indiqué sur la fig 6, un étage de refroidissement lent C2, et un étage de refroidissement rapide final C3, ces deux derniers étages étant visibles sur la fig. 10. Le refroidissement des pièces dans les étages de refroidissement rapide est principalement indirect.
La construction du four dans les deux étages de refroidissement rapide est similaire, comme on le voit à l'examen des fig. 6, 7, 10 et 11, et en particulier sur les vues en coupe qui forment les fig. 9 et 12. Dans les deux cas, le four se présente sous la, forme d'un moufle 23 entourant les côtés et le toit du tunnel, qui est refroidi par circulation d'air naturelle à l'extérieur de ce moufle. Le moufle 23 est formé à partir de blocs en caissons 24 disposés de telle sorte que leurs côtés ouverts soient orientés vers le tunnel. Entre le moufle 23 et l'enveloppe externe du four, il est prévu un espace 25 (fig. 9 et 12) à travers lequel l'air de refroidissement circule.
Cet air de refroidissement atteint l'espace 25 en traversant un certain nombre de canaux de passage d'air 26 prévus dans les côtés du four et communiquant avec l'extérieur. Chaque canal de passage d'air 26 est muni à son extrémité externe d'un bouchon 27 qui peut être dégagé pour modifier le degré et la manière dont l'air subit une circulation autour du moufle. L'air de refroidissement peut être envoyé par soufflage dans les canaux de passage d'air 26, au moyen de ventilateurs. L'air qui circule autour de l'espace 25 quitte le four par des cheminées ou carneaux 28. Il peut s'échapper vers l'atmosphère, mais il est utilisé de préférence pour certaines applications. Il peut être envoyé par exemple à une chambre de séchage.
Dans l'étage de refroidissement rapide final, des canaux de passage d'air 29 débouchent dans le tunnel lui-même au voisinage de la partie inférieure de ce tunnel (fig. 12) et sont munis à leurs extrémités externes de bouchons 30 pouvant être dégagés pour admettre de l'air dans le tunnel, afin de favoriser le refroidissement direct des pièces.
Dans l'étage de refroidissement lent, les pièces sont soumises simplement à un refroidissement direct. Dans cet étage, les pièces refroidies traversent la gamme de températures critique dans laquelle, comme on le sait, la vitesse de refroidissement doit être très faible, afin que les pièces ne soient pas endommagées. A l'extérieur de cette gamme critique, un refroidissement rapide n'endommage pas les pièces. Le refroidissement direct est assuré par écoulement d'air à travers le tunnel, sous l'effet d'un ventilateur soufflant (non représenté) prévu à l'extrémité de sortie des pièces et d'un système d'échappement 32 prévu au début de la zone de préchauffage. Cet écoulement d'air favorise également à un faible degré le refroidissement des pièces lorsqu'elles traversent les étages de refroidissement rapide.
Le refroidissement des pièces dans ces étages peut être assuré principalement de façon indirecte, comme indiqué précédemment.
Lorsque l'air s'écoule dans le tunnel, il reçoit une certaine quantité de chaleur dans la zone de refroidissement, à partir des pièces quittant cette zone, et une quantité de chaleur considérablement plus grande lorsqu'il traverse la zone de cuisson. L'écoulement de l'air ainsi réchauffé favorise le chauffage des pièces qui traversent la zone de préchauffage.
Pour assurer une distribution uniforme de la température et pour améliorer le transfert de chaleur dans la zone de préchauffage, ainsi que pour permettre au gradient de température établi sur la longueur de cette zone d'être modifié, des organes sont prévus pour assurer la recirculation de l'air chauffé. Suivant ce mode de réalisation, trois dispositifs de recirculation 33 sont incorporés à la zone de préchauffage du four en des positions espacées sur sa longueur, chaque dispositif étant indépendant des autres.
Chaque dispositif de recirculation 33 (montré sur les fig. 2, 3 et 5) comprend un ventilateur 34 disposé au-dessus du toit du tunnel, qui prélève l'air chauffé à ce tunnel par l'intermédiaire de conduits d'entrée 35 longitudinalement espacés, ménagés dans ce toit, et qui le renvoie au tunnel au niveau de la sole par des conduits de sortie 36 s'étendant vers le bas à l'arrière des chambres de combustion, sur chaque côté du tunnel. Des registres (non représentés) sont prévus dans les conduits d'admission et de sortie 35 et 36 et peuvent être actionnés individuellement pour faire varier la quantité et l'emplacement du prélèvement et de la. réintroduction d'air.
Par exemple, l'air peut être prélevé en principe par la totalité des conduits d'admission 35 les plus voisins de l'entrée du tunnel et peut être réin- troduit par les conduits de sortie 36 les plus éloignés. Un gradient de température plus prononcé que celui produit par le chauffage indirect et direct déjà décrit peut être obtenu, dans la zone de préchauffage, par l'introduction des produits de la combustion dans le tunnel à partir des chambres de combustion.
On parvient aisément à ce résultat en enlevant une ou plusieurs des dalles 17 fermant les chambres de combustion. Etant donné que toutes les dalles sont aisément amovibles, une dalle ou plusieurs dalles peuvent être enlevées et les dalles restantes peuvent être écartées, si désiré, pour admettre les produits de la combustion dans le tunnel en un point quelconque des zones de cuisson ou de préchauffage, suivant les besoins. Il est bien entendu très important que, si le gradient de température est augmenté de cette manière, les produits de la combustion soient introduits à un stade tel du préchauffage des pièces, et que les produits de la combustion soient d'une nature telle que les pièces ne soient pas endommagées.
Le système d'échappement 32 prévu au début de la zone de préchauffage .prélève au four non seulement l'air s'écoulant à travers le tunnel et les produits de la combustion si ceux-ci ont été introduits dans ce tunnel, mais aussi les produits de la combustion provenant des chambres de combustion.
Des ventilateurs (non représentés) prélèvent les produits à partir des chambres de combustion latérales et inférieure au moyen de conduits d'échappement 37 et prélèvent l'air à partir du tunnel au moyen de conduits d'échappement 38, pour les refouler dans des collecteurs 39 situés au-dessus du four,
à partir desquels cet air et ces produits de combustion peuvent s'échapper vers l'atmosphère ou auxquels on peut .les prélever comme l'air de refroidissement utilisé dans les étages de refroidissement rapide en vue d'une autre application. L'aspiration par de ;
système d'échappement et par suite l'écoulement de long du tunnel sont commandés par un ou plusieurs registres (non représentés) actionnés automatiquement et travaillant en combinaison avec un dispositif détecteur de température placé de façon convenable à l'intérieur du four pour maintenir le gradient de température désiré le long du tunnel Il est prévu dans la sole du tunnel deux rainures parallèles continues 40,
qui s'étendent sur toute la longueur de ce tunnel et qui reçoivent deux rangées d'appuis réfractaires sur lesquels -sont placées .des palettes 42 servant à supporter les pièces. Les rainures ou gouttières 40 sont prévues de chaque côté de la chambre de coin-
<Desc/Clms Page number 4>
bustion inférieure ouverte, dans les zones de cuisson et de préchauffage. Les appuis 41 et les palettes 42 obturent effectivement la chambre de combustion par rapport à la partie du tunnel occupée par les pièces.
Les gouttières 40 sont formées par une maçonnerie normale, mais elles peuvent être constituées par des dalles inférieures judicieusement rainurées, dont les rainures sont alignées. Les appuis 41 sont déplacés par poussée le long du tunnel au moyen .d'organes de poussée hydrauliques ou mécaniques à vitesse variable (non représentés).
Afin de réduire la charge totale exercée sur les organes de poussée, un transporteur à rouleaux 43 est prévu dans la base du tunnel à l'entrée et à la sortie du four, comme montré sur les fig. 3 et 11 respectivement, mais on peut prévoir un tel transporteur à une seule extrémité. La surface active du transporteur à rouleaux 43 est située au niveau de la partie inférieure des gouttières, pour supporter les appuis.
Ce mode de support des pièces fournit une position correcte pour les pièces dans le tunnel et réduit le risque de basculement et d'effondrement lorsque les pièces traversent ce tunnel. Un moindre effort est requis pour pousser les pièces à travers le tunnel sur des appuis placés dans des gouttières que sur des palettes reposant sur une sole plate.
A titre de précaution contre l'effondrement des palettes 42 supportant les pièces en cas de rupture; les bords de ces palettes sont judicieusement munis d'onglets, pour établir des liaisons amovibles entre les palettes voisines. De cette manière, si une palette se rompt, elle est supportée par les palettes voisines.
La section transversale du four est adaptée à la forme des produits à cuire, ce qui veut dire qu'elle n'est qu'un peu plus large que le plus grand des articles pour lequel le four est destiné. On cuit une série continue de pièces individuelles, de sorte que chaque pièce soit chauffée uniformément.
Un four tel que décrit ici permet d'utiliser un cycle de cuisson plus rapide que les fours-tunnels connus, de sorte que la production soit accélérée et soit plus souple. L'uniformité du chauffage, du refroidissement et de la commande rendue possible dans toutes les zones du four, permet d'obtenir une meilleure qualité de pièces.
Le mode de support des pièces dans le tunnel et le chauffage de la sole sont particulièrement importants pour l'obtention d'un rendement plus grand pour le four, étant donné qu'on évite la zone dite zone froide , qui peut se former dans les fours-tunnels connus le long de la partie médiane de la sole du four, occupée habituellement par la plus grande partie des pièces.
Ce four peut être utilisé pour la cuisson de biscuit , c'est-à-dire pour durcir simplement l'argile, pour cuire des pièces munies d'une glaçure, devant subir une seconde cuisson après application de la glaçure sur le biscuit, et pour traiter les pièces subissant une seule cuisson, dans lesquelles la glaçure est appliquée sur l'argile. Dans le cas de la seconde cuisson de pièces munies d'une glaçure, les pièces déjà durcies ne doivent pas être soumises à des chocs thermiques sévères, de sorte qu'un gradient de température plus progressif soit nécessaire le long de la zone de préchauffage que cela n'est le cas pour des pièces sous forme de biscuit.
C'est pour cette raison que les chambres de combustion ont été prolongées à travers la zone de préchauffage. Dans le cas de biscuit, les produits de la combustion peuvent être admis dans la zone de préchauffage de la manière déjà décrite, afin d'obtenir un gradient de température longitudinal plus prononcé dans cette zone et de permettre à l'ensemble du cycle de cuisson d'être accéléré.
Bien que le four selon la forme d'exécution décrite soit chauffé par un combustible gazeux, on peut aussi le chauffer par des combustibles liquides ou par l'électricité.