EP1336072A1 - Procede de sechage de plaques de platre, dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procede de sechage de plaques de platre, dispositif pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number
EP1336072A1
EP1336072A1 EP01993804A EP01993804A EP1336072A1 EP 1336072 A1 EP1336072 A1 EP 1336072A1 EP 01993804 A EP01993804 A EP 01993804A EP 01993804 A EP01993804 A EP 01993804A EP 1336072 A1 EP1336072 A1 EP 1336072A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
barrel
drying
enclosure
plates
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01993804A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Charles Falinower
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Etex France Building Performance SA
Original Assignee
Lafarge Platres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lafarge Platres SA filed Critical Lafarge Platres SA
Priority to EP01993804A priority Critical patent/EP1336072A1/fr
Publication of EP1336072A1 publication Critical patent/EP1336072A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/02—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in the whole or part of a circle
    • F26B15/08—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in the whole or part of a circle in a vertical plane

Definitions

  • the invention relates to a new method of manufacturing plasterboard, as well as a device for its implementation.
  • Plasterboards consist of a dense plaster core (density for example 0.6 to 1.0, in general about 0.7) on at least one paper-type support, and preferably between two paper-type supports
  • the conventional manufacturing process for such plasterboard comprises the following steps.
  • the process comprises the formation of the plate, this step comprising the substeps of unwinding the cream paper, the mixture to obtain a paste composed mainly of plaster (semi-hydrate) and water, to which are added additives for give the plate specific properties of use (in particular starch and possibly a foaming agent is (are) added (s) to form a foam); depositing said paste on cream paper; unrolling then applying gray paper to continuously form the precursor sandwich of the plate; hydration, hardening and cohesion of the paste during hydration with the two papers on supports constituting the forming line.
  • a paste composed mainly of plaster (semi-hydrate) and water, to which are added additives for give the plate specific properties of use (in particular starch and possibly a foaming agent is (are) added (s) to form a foam
  • depositing said paste on cream paper unrolling then applying gray paper to continuously form the precursor sandwich of the plate; hydration, hardening and cohesion of the paste during hydration with the two papers on supports
  • each stage presents its own technical problems, certain stages are critical, either in terms of kinetics of chemical reaction, kinematics or process which will influence the characteristics and the quality of the final product, or in term of complexity and size of the apparatus. and difficulty in maintenance, as well as occupying space, or several in combination.
  • the most critical steps in addition to the initial forming step, are the hydrating-hardening steps; transfer to the wet state and drying in the dryer to remove excess free water.
  • each major step in the plasterboard manufacturing process is critical to the process and / or the final product. Such a degree of criticality is particular to the process for manufacturing plasterboard.
  • the stage of beginning hydration up to the shears typically lasts a few minutes, typically around 3 to 4 minutes or more, the following stage of wet transfer and end of hydration until the dryer entry lasts 5 10 minutes.
  • the line speed in order to reach values greater than 150 m / min, with conventional hydration times, it is then necessary to increase the length of the forming line up to values greater 500m, which is very expensive and poses many problems of kinematics of transfer and positioning of the plates on the machines.
  • the wet transfer stage uses complex devices which must operate in a hot and humid atmosphere.
  • the productivity of the production chain is therefore dependent on the reliability of these devices, the maintenance of which is delicate and expensive.
  • these traditional devices generate by construction, different hydration times in the longitudinal direction of the plate on the one hand and offsets between trains of plates on the other hand before entering the dryer which must be to set free by complicated systems. It is then necessary to make up for these offsets in order to obtain uniform drying over the entire surface of the plates and in particular at the end of the plates.
  • the mechanism must ensure that the plates do not break at their ends and do not overlap. To do this in the prior art, very complex mechanics and speed regulation of many motors are essential.
  • the drying step requires mechanical devices which must operate in a humid environment which can reach the saturation of the water vapor and which can reach several hundreds of degrees C., which again poses maintenance problems.
  • the drying step consumes a lot of energy and it would be advantageous to have a drying method and device which makes it possible to supply only the necessary quantity of calories to the plates.
  • the shearing step implements a shear in the form of two rollers equipped with blades which must be cleaned regularly.
  • This device is quite destructive and mechanically harsh vis-à-vis the plate (this is also one of the reasons which make it necessary a relatively long hardening time because the hardened wet plate -hydrated- must be able to withstand the stresses generated by the shears and handling in the wet transfer area).
  • the flipping or pinball stage is so far often necessary.
  • the thinned edges of the plate are formed by means of a lower roller with thickened edges or a strip having the counterform; this implies that the cream paper is in the lower position.
  • this cream side is on top, in order to avoid any soiling coming from the rollers of the dryer. It would be desirable to be able to avoid this restrictive step of the pinball machine (while possibly being able to keep, if desired, the current configuration with the plaster paste which is deposited on the cream paper).
  • the transfer stage in the dry state certainly poses fewer problems than in the wet state, but it remains complicated and always heavy maintenance.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for its implementation, which make it possible to avoid the above problems and to offer other advantages still in terms of process / quality of the final product, maintenance, operating, investment, and working condition costs.
  • the invention is based in part on the principle that unlike the prior art in which the plates move over great distances in the various equipment, in the invention the plates are practically static; it is the equipment which is mobile and generally in rotation.
  • the invention relates, according to a first variant, to a process for manufacturing plasterboard comprising the following steps:
  • hydration is continued in said at least one barrel up to the whole.
  • hydration is continued in said at least one barrel still partially, and up to the whole in a second barrel.
  • the method comprises, between steps (ii) and (iii), an intermediate shearing step.
  • this shearing step is implemented according to the principle of the wire.
  • the hydration at the end of step (ii) is less than 66%.
  • the hydration at the end of step (ii) is between 33 and 66%, preferably between 33 and 50%.
  • the invention also provides a device for manufacturing plasterboard comprising a linear zone of partial hardening-hydration and at least one barrel comprising a central axis 9 around which are arranged a plurality of branches 10a, 10b, 10c, 10d.
  • each branch is divided into a plurality of arms 11a, 11b, lie, lld, the area occupied by the arms representing from 50 to 99% of the area of the corresponding branch.
  • the barrel comprises from 10 to 150, preferably from 40 to 120, branches.
  • the hardening-hydration zone and the barrel are along two parallel axes.
  • the hardening zone and the barrel are coupled by means of rollers 8a, 8b and 8c, these rollers interpenetrating the branches 10a, 10b, 10c, 10d.
  • the device comprises a shearing device comprising a wire.
  • the invention also provides a barrel comprising a central axis 9 around which are arranged a plurality of branches 10a, 10b, 10c, 10d, each branch being divided into a plurality of arms 11a, 11b, lie, lld, the surface occupied by the arm representing from 50 to 99% of the surface of the corresponding branch.
  • the barrel comprises from 10 to 150, preferably from 40 to 120, branches.
  • the invention relates, according to a second variant, to a process for manufacturing plasterboard comprising the following steps:
  • the drying is carried out in at least one barrel rotating in an enclosure. According to one embodiment, the drying is carried out in at least one barrel, said at least one barrel comprising a single drying section.
  • the drying is carried out in at least one barrel, said at least one barrel comprising two separate drying sections. According to one embodiment, the drying is carried out in at least one barrel, said at least one barrel comprising three or more separate drying sections.
  • the drying is carried out in at least two barrels. According to one embodiment, the drying is carried out in at least two barrels, with separate drying sections from one barrel to another.
  • each barrel can comprise one, two, three or more separate drying sections.
  • the drying is carried out in at least one barrel, said at least one barrel having at least two separate drying zones; this embodiment covers the case where two distinct drying zones are present in the same barrel and that where at least two distinct barrels comprise at least two distinct drying zones (at least one zone by at least one barrel).
  • the drying is carried out in at least one barrel, with recovery of the latent heat of condensation of the water.
  • the drying is carried out in at least a first barrel without recovery and in at least one barrel with recovery.
  • the method further comprises a step:
  • cooling is partly implemented in a part of the last barrel.
  • the invention further provides a device for manufacturing plasterboard comprising a hardening and hydration zone and a barrel comprising a central axis 13 around which are arranged a plurality of branches 14a, 14b, 14c, 14d, said barrel being confined in an enclosure 15.
  • each branch is divided into a plurality of comb fingers.
  • the enclosure represents a single drying section.
  • the enclosure is divided into two separate drying sections.
  • the enclosure is divided into three or more separate drying sections.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel, and pierced with holes along these.
  • the device comprises at least one barrel without recovery and at least one barrel for recovering the latent heat of condensation of water.
  • the barrel has a cooling zone.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel located below the median horizontal, the enclosure possibly being positioned at this zone.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel situated above the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the invention also provides a barrel comprising a central axis 13 around which a plurality of branches 14a, 14b, 14c, 14d are arranged, each branch being divided into a plurality of comb fingers, said barrel being confined in an enclosure 15.
  • the enclosure represents a single drying section.
  • the enclosure is divided into two separate drying sections.
  • the enclosure is divided into three or more separate drying sections.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel, and are pierced with holes along these.
  • the barrel has a cooling zone.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel situated below the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel situated above the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the invention relates, according to a third variant, to a method of cooling plasterboard by rotation in a rotating barrel, this barrel comprising a central axis 13 around which are arranged a plurality of branches 14a, 14b, 14c, 14d.
  • the method is implemented in a barrel in contact with the ambient air.
  • the method is implemented in a barrel confined in an enclosure. According to one embodiment, the method is implemented in a quarter of the barrel located below the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the method is implemented in a quarter of the barrel situated above the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the invention relates, according to a fourth variant, to a method of handling plasterboard by rotation in a rotating barrel, this barrel comprising a central axis 13 around which are arranged a plurality of branches 14a, 14b, 14c, 14d.
  • the method is for the inversion of plates.
  • the method is for the alternating inversion of plates.
  • the method is for the pairing of plates.
  • the invention relates, according to a fifth variant, to a method of drying / cooking / reacting flat objects during the rotation of said flat object in at least one rotating barrel, this barrel comprising a central axis 13 around which are arranged a plurality of branches 14a, 14b, 14c, 14d, said barrel being confined in an enclosure 15.
  • each branch is divided into a plurality of comb fingers.
  • said at least one barrel comprises a single drying section.
  • said at least one barrel comprises two separate drying sections, corresponding to two sections of the enclosure.
  • said at least one barrel comprises three or more separate drying sections, corresponding to two sections of the enclosure.
  • the drying is carried out in at least two barrels, with separate drying sections from one barrel to another. According to one embodiment, the drying is carried out with recovery of the latent heat of condensation of the water.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel.
  • the central axis is a barrel and the fingers are hollow, in relation to said barrel, and pierced with holes along these.
  • cooling is implemented in part of the last barrel.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel situated below the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the cooling zone corresponds to a quarter of the barrel situated above the median horizontal, the enclosure possibly being arranged at this zone.
  • the flat object is a wooden plate, plaster tile, plate or tile of clay, cement, or other.
  • FIG. 1 represents a schematic view of an installation according to the prior art
  • FIG. 2 represents a general diagram of a device according to the invention
  • FIG. 3 represents a rotating hydration barrel according to the invention
  • Figure 4 shows the previous barrel, but seen from above
  • FIG. 1 represents a schematic view of an installation according to the prior art
  • FIG. 2 represents a general diagram of a device according to the invention
  • FIG. 3 represents a rotating hydration barrel according to the invention
  • Figure 4 shows the previous barrel, but seen from above
  • FIG. 1 represents a schematic view of an installation according to the prior art
  • FIG. 3 represents a rotating hydration barrel according to the invention
  • Figure 4 shows the previous barrel, but seen from above
  • FIG. 1 represents a schematic view of an installation according to the prior art
  • FIG. 2 represents a general diagram of a device according to the invention
  • FIG. 3 represents a rotating hydration barrel according to the invention
  • Figure 4 shows the previous barrel, but seen from above
  • FIG. 1 represents a schematic view
  • FIG. 5 represents a variant of the hydration barrel according to the invention
  • Figures 6a and 6b show a drying barrel according to the invention
  • Figures 7a and 7b show a drying barrel according to the invention, exploded and in top view
  • FIGS. 8a and 8b show a drying barrel according to the invention capable of being used in indirect drying and / or in heat recovery
  • FIG. 9 represents a cooling barrel according to the invention
  • FIG. 10 represents a turning barrel according to the invention
  • FIG. 11 represents a variant of a method for supplying plates with barrels according to the invention.
  • Zone 1 represents the step of forming the plate, this step comprising the sub-steps of unwinding the cream paper, mixing to obtain the plaster paste, depositing the paste on the cream paper and unwinding the gray paper to form the precursor sandwich of the plate.
  • Zone 2 represents the hardening stage until a substantially hydrated product is obtained.
  • Zone 3 represents the step of shearing in individual plates or by train of plates.
  • Zone 4 represents the wet transfer step (with an inversion operation to place the cream side on top using a device called "flipper" as well as the offset absorption operation between front plate trains entry into the dryer).
  • zone 5 represents the stage of drying in a drier to remove excess water.
  • Zone 6 represents the step of transfer in the dry state (including a possible pairing of the plates face cream against cream, resawn, wrapping and packaging).
  • the general diagram of a device according to the invention is described. This includes, as before, a hardening zone, during which the hydration of the plaster begins. This hydration is not completely continued, but only in general up to less than 80%, preferably at a value for example between 33% and 66%, more preferably less than 50%.
  • the term hydration has the classic meaning, namely the reaction of transformation of CaS0 .0.5H 2 0 into CaS0 .2H 2 0.
  • the measurement of hydration is done in a conventional manner, namely measurement on a curve, which can be temperature rise, weight gain (or water intake), hardening, etc. All the conventional methods are suitable.
  • This hardening zone is represented here schematically by the forming strip 7a, the rollers before shears 7b and the shears 7c itself, as well as the zone 7d.
  • This zone 7d is an acceleration zone 7d (in order to create a space between the plate trains in a conventional manner).
  • This zone is coupled to a stop zone 8, which will serve as an introduction device into a rotating barrel equipped with arms.
  • This stop zone includes rollers 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, etc.
  • These rollers are typically regularly spaced, intended (as in the prior art) to receive the wet plates, to the difference that here the plates are less hydrated therefore less hard. The spacing of the rollers will be determined to avoid creep of the plates between these supports, which a person skilled in the art can easily determine.
  • the shearing step can be implemented in a conventional device. It can also be implemented in a more suitable device, of the "butter cutting wire” type.
  • This wire can be single or double, for example as on scissors. Since the hydration level is lower during cutting, the shears can be much simpler, and do not need to be "robust".
  • a metal wire, stretched across the line, is sufficient. It can be inclined, relative to the plane of the plate and / or to the axis of the line. Its handling is very simple, and the cutting is sharper. The drawbacks associated with prior art shears are eliminated. Cleaning this wire is very simple; one can for example mount the wire in a loop, and operate a rotation between each cut. During rotations, a very simple brush cleans the wire.
  • FIG. 3 there is described a rotating barrel according to the invention, interposed with the rollers 8a, 8b, 8c described above.
  • the term carousel can also be used in place of the rotating barrel.
  • the barrel is represented with only one quadrant of the arms, in order to better represent the cooperation with the rollers 8a, 8b, 8c.
  • Barrel 9 includes an axis 10
  • each branch comprises several arms 11a, 11b, lie and lld, for example, (of optimized shape) and relatively wide to obtain a hardening of the plate without the appearance of creep.
  • the number of arms per branch is determined by several factors, including mainly the speed of the line, the length of the barrel and the number of branches. This number is for example between 3 and 60. If we consider the surface of a complete branch, the arms can represent, in general, from 50 to 99% of the surface of the corresponding branch.
  • the arms may be full or have holes so as to both support the plate without creep and not slow down the phenomenon of water evaporation which occurs at this stage of the process.
  • the dimensions of the barrel are generally as follows: diameter from 3m to 6m, preferably from 3.5 to 4m. Regarding the length, it is very easily adjustable to production needs. An increase in capacity is achieved by adding additional arms. Typically the length of the barrel can be between 3m and 25m or even more. If we consider a plasterboard P, it arrives on the rollers 8a, 8b, 8c (its stroke is controlled by mechanical and / or electrical and electronic devices). In this case, the barrel is in a position such that the plate P can pass between the branches 10a and 10b.
  • the barrel turns, the arms come into contact with the wet plate P (which has not had time to bend appreciably) and separate the plate P from the rollers, the plate P then resting on the arms 11a, 11b, lie and lld of branch 10b. Then, the rollers become free again, so as to accept a new plate P '. This is this time at the start between the arms 10b and 10c, then after a rotation of the barrel in contact with the arms of the arm 10c. So on, we can "fill" the branches of the barrel.
  • the barrel comprises for example from 10 to 150 branches, preferably from 40 to 120.
  • the speed of rotation of the barrel will be chosen in particular as a function of the speed of the line, the dimensions and the number of branches of the barrel and of the process parameters which must lead to complete hydration and good flatness of the plate at the outlet of the barrel.
  • the barrel rotation speed is between lt / h (revolution / hour) and 6t / h, and preferably between 4 and 6 t / h in the case of an installation with a single hydration barrel.
  • a transporter 12 ensures the translation of the plates of the rollers 8a, 8b and 8c towards the barrel 9.
  • This transporter ensures the supply of the plates of the train of plates on a branch of the barrel.
  • This ferry is conventionally a set of integral supports which move in a translational movement, then back in position from below, in the manner of a track shoe for example, associated with an up-and-down movement. drop.
  • the axis of the plates is perpendicular to the axis of the barrel; it then has a length of the order of the width of the plate.
  • the plate then comes, at the end of the stroke, to abut on the barrel hub before being manipulated by the branches of the barrel.
  • the hydration in the revolving barrel saves considerable space. Indeed, the traditional hardening section can be reduced in length by up to 50%. In addition, the wet transfer area up to the dryer entrance is also considerably reduced. In addition, the residence time of each plate in the barrel is identical, which makes it possible to have a very homogeneous rate of hydration of the plates. This is still more apparent when a drying barrel is used in conjunction with a hydration barrel.
  • the barrels according to the invention can accommodate plates of various lengths, such as 1.50 m up to the total length of the barrel.
  • the arms are of sufficient width to accommodate all the lengths of plates and all types of plate train of all lengths: the plates, whatever their length, will always rest sufficiently (in general) on the arms of the barrel.
  • the ferry can include rollers; it can also include an endless band, placed between the arms, the axis of the band being perpendicular to the axis of the barrel.
  • the plate arriving on the strip is placed on it, the branches naturally emerge.
  • the speed of rotation of the strip is then adapted to that of the barrel in order to be able to empty it.
  • Any other known system will apply to the handling of the plate to transfer it from one barrel to another.
  • FIGS. 6a and 6b another embodiment of the invention is described, namely a dryer based on this principle of the rotating barrel. It comprises an axis 13, and branches 14a, 14b, 14c, etc., the whole being placed in an enclosure 15. (Only half a part has been shown).
  • This dryer of a new type is supplied from the wet transfer according to the prior art or from a hydration barrel according to the invention described above.
  • the operation of the dryer is very simple.
  • the plates enter the dryer, are placed on the branches, and can then under the effect of heat evacuate the water.
  • the enclosure 15 makes it possible to confine the drying zone or section.
  • This enclosure is in relation to an aeraulic circuit, not shown in the diagram, which comprises, in addition to the conduits, one or more heat generators and fans for circulating the hot gases around the plasterboards to be dried.
  • the enclosure 15 can be divided into two or more sections, with the circulation of air or another gas between these sections; this is described in more detail below.
  • Figure 6a shows the case with a single drying section while Figure 6b shows the case with two separate drying sections (different temperatures from one section to another).
  • the gas circulation in the barrel and the enclosure will be described in more detail in Figure 7.
  • this type of dryer allows better homogeneity in drying. Indeed, in the prior art the plates were introduced in the longitudinal direction and slowly, which caused a shift between train of plates, therefore a potential risk of calcination said end of plates. On the other hand, the plates in a train of plates having a different hydration rate, drying was affected by this heterogeneity. In the new process, the plates are introduced in the transverse direction and quickly, which avoids the above drawbacks.
  • Each branch preferably (but not necessarily) includes comb fingers rather than arms
  • the comb finger has a section in contact with the plate of., For example, 0.5 to 10 cm, in particular 1 to 8cm.
  • the barrel comprises, for example, from 20 to 150 branches, preferably from 60 to 120.
  • the dimensions of the barrel are generally as follows: diameter from 3 to 6 m, preferably from 3.5 to 4.5 m and length from 3 to 25 m , or even more, preferably from 6 to 15m.
  • two or more drying barrels are used. These barrels preferably have separate drying sections (to optimize the drying process by precise control of the drying curve - weight loss as a function of time -).
  • the speed of rotation of the barrel will be chosen according to the number of branches of the barrel, the flow rate of the line, etc. In general, the speed of rotation of the barrel is between lt / h and 6t / h, preferably between 2 and 4t / h.
  • the barrel can be partially or as a whole disposed in the heated enclosure, with a substantially homogeneous atmosphere in the barrel. It will however be preferred that the plates form the gas transport conduits, in order to obtain circulation
  • each drying section thus defined, the flow of hot gases will be alternately reversed. This operation is carried out simply for example by reversing the direction of operation of the fans or by installing appropriate deflectors at the ends of the enclosure. With this solution, each section has an even number of conduits. Burners can also be installed, for example, at both ends of the enclosure.
  • the circulation circuit can in particular be obtained by an appropriate casing, the enclosure 15 being divided at the ends of the barrel into as many sections as desired. With reference to FIG. 7a, the barrel is described and the hot gas circuit is represented by arrows.
  • the enclosure is such that the plates act as deflectors and guides for the hot gases, parallel to the plates. It is thus possible, by modifying the operating conditions, two or more drying sections with distinct conditions. In fact, there can be as many drying sections as there are cells formed by two consecutive plates. More specifically, the enclosure comprises at its two ends a cover 16 and 16 ', which is divided into as many sections as there are drying sections. In the example shown in Figure 7, there are two drying sections, and therefore two compartments at the end covers (16a and 16b, and 16'a and 16'b, respectively). The arrows indicate the direction of circulation of the hot gases.
  • the cowling 16 ′ would include a baffle which makes it possible to use the gases leaving the first section at around 230 ° C as the gas entering the other section at around 220 ° C (or even at the same temperature).
  • FIG. 7b a top view in section, in which the cowling 16 ′ comprises a baffle 17 ′, around which the hot gases circulate.
  • the gas circulation is represented by the arrows.
  • Zones 1 and 2 comprise a drying at high temperature of the gases (strong drying) to ensure the efficient migration of the starch towards the paper and evacuate approx. 80% of the water.
  • Zone 3 is a zone in which the drying is gentler, in order to avoid exceeding the calcination temperature of the plates. In this zone, the drying speed is limited by the diffusion of steam in the heart of the plate.
  • zones 1 and 2 have a cumulative duration of 15 to 30 min (in general therefore less than 45 min) while zone 3 has a duration equivalent to that of zones 1 and 2 cumulated.
  • the temperatures in these zones are typically those indicated above. It should also be noted that the invention makes it possible to obtain, as is sought in the prior art, drying against the current or co-current. The invention therefore makes it possible to obtain a particularly suitable and homogeneous drying profile.
  • the devices for transporting from one barrel to another have been described above with reference to the hydration barrel.
  • a first barrel for example of the type described above with two drying sections
  • a second barrel with a third drying section.
  • the third drying section for example, has an inlet temperature about 150 ° C and an outlet temperature of about 100 ° C.
  • the barrels in series can very easily be synchronized.
  • the design of this dryer allows great flexibility as to the type of drying process.
  • the dryer described above is of the direct dryer type (hot gases in direct contact with the plates, with a gas velocity vector parallel to the plates).
  • a direct drying variant is also possible with this type of dryer.
  • the gases are introduced through the central barrel and then into the pierced fingers (the fingers are generally such that the contact surface with the plate is minimal while the gases escape through holes arranged along the fingers).
  • the shape of the fingers is suitable for this type of drying, which is rounded in shape to prevent the plates from obstructing the holes and the passage of gases.
  • This jet drying type method has the advantage of having better exchange coefficients, therefore a higher energy yield.
  • the plasterboard can also be dried using the indirect steam drying process, for example with minor modifications to the barrel.
  • the choice of indirect drying makes it possible to use other cheaper fuels than gas or light fuel oil, such as coal, heavy fuel oil, wood chips or all kinds of waste likely to be burned in a boiler.
  • the central axis 13 becomes a barrel in which the hot gases charged with water vapor are reintroduced, in particular from the first sections of the dryer or from the preceding barrels.
  • the branches 14a, 14b, 14c consist of hollow comb fingers connected to the central shaft. The hot gases charged with water vapor then circulate in these comb fingers from the center to the outside, and possibly from the outside to the center.
  • the gases are collected by the external enclosure through a calibrated orifice, several orifices 17a, 17b, 17c, 17d, being (equi) distributed over the periphery.
  • the external enclosure in this case consists of a double wall (15, 15 ') connected to a fan.
  • the ends of the fingers being hollow, they come regularly opposite the orifices (equi) distributed. A gas flow can then be established.
  • the gases go back and forth in the fingers, these being provided with an internal baffle. They are then collected in a crown 13 'around the central barrel. These gases are indirectly in contact with the plates placed on the branches. Under these conditions, the steam water will condense and give in contact with its latent heat of condensation.
  • the condensed water flows along the comb fingers and is collected in the compartmentalized barrel or the crown, from where it is preferably removed by gravity or by means of a pump.
  • the water condensed on the double wall of the enclosure will be evacuated by gravity.
  • the barrels can accommodate all conventional energy recovery systems, thus operating as true internal heat exchangers.
  • Figures 8a and 8b therefore represent a barrel capable of being used in indirect drying and / or heat recovery, the main difference between these two modes being the amount of heat provided by one or more burner (s).
  • a dryer barrel which further includes a plate cooling function, always with an insertion zone (E) of the plates, in particular horizontally, and an outlet.
  • the hatched area here represents the drying section.
  • the barrel presents, at the level of the enclosure for example, an additional quarter.
  • the exit (S) in the form of a day on the outside is not arranged horizontally, but downwards.
  • the plate can cool down naturally or not, in order to avoid possible thermal shocks. A better quality plate is thus obtained than with a traditional dryer.
  • the day being shifted the plate slides naturally on a conveyor belt located below.
  • the drying barrels can, as for the hydration barrel, accept different lengths of plates.
  • the plates alternately, that is to say an edge-to-edge plate on one side of the barrel and the other edge-to-edge on the other side.
  • branches having at their ends (at the level of the lateral disks of the barrel) segments having a sufficient surface for each plate to rest on this segment, whatever its length, and / or having a suitable shape (for example in the form of a deflector) to avoid calcination at the end of the plate, which may take place due to the hot ventilated gases.
  • barrels in particular at the level of drying, makes it possible to put outside the enclosure all the drive members, and therefore to protect them from a hot and humid environment which is aggressive.
  • At least one hydration barrel with at least one drying barrel.
  • two or three drying barrels will be used in this case, preferably the first (and the second) with one or two separate drying sections and the last preferably with heat recovery.
  • Figure 10 shows a barrel used for a plate inversion, always in mild conditions, thus freeing itself from the traditionally used inversion pinball machine.
  • the inversion can be applied to all the plates, and can be alternated; one plate can be removed just below the horizontal and another about 180 ° later, still below the horizontal.
  • this describes an embodiment in which the plates are supplied in the barrels (hydration, drying, cooling, handling).
  • the plates are supplied along the axis of the barrels, the direction of advance being made along the same line (unlike the previous embodiments, in which the supply was effected by translation once the plate brought to the side of the barrels.
  • the sequence is as follows. description is made with a plate, for convenience, but the embodiment is applicable to a train of plates in the same way; the description is made in section, the plates arriving in the direction perpendicular to the sheet.
  • the barrel is in the initial position; the plate n is placed on an arm or a branch of the barrel.
  • a mechanism formed by a set of rollers moves under the plate n (for example by translation) - there is only one roller shown in the figure, the others being in fact hidden taking into account the mode of representation chosen.
  • this mechanism lifts, the rollers being inserted between the arms or branches of the barrel, which has the effect that the plate n no longer rests on the arms or branches of the barrel.
  • the plate n + 1 coming along the axis of the barrel replaces the plate n by pushing it or by means of the motorized rollers, the plates n and n + 1 moving on the rollers.
  • the mechanism is lowered, which has the effect that the plate n + 1 rests on the arms or branches of the barrel.
  • the mechanism retracts on the side of the barrel, thus allowing the latter to rotate by the desired angle to bring the plate n-1 to the starting position of the method according to the specific embodiment. In this way (as in other embodiments), it is possible to use the entire barrel, namely 360 ° C., to carry out the required operations (hydration, drying, cooling, handling).
  • the plates can for example be maintained by returns at the level of the arms or branches, or simply be guided by an external casing or even be guided on a caterpillar arranged on the part lower, this track accompanying the movement of the plates.
  • the data previously indicated relative to the residence time, rotation speed, etc. must be adapted (for example for an identical residence time, the speed of rotation can be halved since we actually use the 360 ° of the barrel and no longer only 180 ° C).
  • zones 1, 2 and 3 can be combined in a single barrel, if desired.
  • the invention is intended to apply generally: in the case of plasterboard to any operation of handling the plate, including turning. in the case of drying, any type of flat object, in particular but not limited to plaster tile, tile (for example in cement or clay), etc. or object for which there is a reaction of a hydraulic binder.
  • drying should in fact be understood as covering any reaction liable to lead in particular to hardening, such as cooking.
  • evacuation of water There is not necessarily evacuation of water, but there may be another type of reaction with the release of other gaseous effluents, or not.
  • one aims at steaming in the case of cement plates.
  • stage (1) a rest stage to allow the start of setting before application of heat
  • step (2) a heating step with a relatively gentle slope up to the maximum temperature with possible addition of humidity
  • stage (3) a stage stage in order to ensure the homogeneity of the heating and the temperature of the parts in the room
  • step (4) ventilation with warm air then ambient to dehumidify the chamber before unloading.
  • stage (1) a rest stage to allow the start of setting before application of heat
  • step (2) a heating step with a relatively gentle slope up to the maximum temperature with possible addition of humidity
  • stage (3) a stage stage in order to ensure the homogeneity of the heating and the temperature of the parts in the room
  • step (4) ventilation with warm air then ambient to dehumidify the chamber before unloading.
  • FIFO First In, First Out
  • the invention also relates to all combinations between one or more hydration barrels, and one or more drying barrels (with one or more drying sections, with or without heat recovery), one or more cooling barrels, one or several handling barrels are possible.
  • the number of barrels and / or the number of sections are in no way limitative of the present invention. For example, you can have only one hydration barrel, as you can have two or more.
  • Each barrel may include only one drying section, but it may also include two, three or more. Each barrel can be heated directly or indirectly. One or more barrels can be of the heat recovery type. We can combine all these types (function / constitution) of barrels together; all combinations are permitted.
  • the invention applies in particular to the case of the combination of hydration barrel (s) followed by drying barrel (s), all of the embodiments as recalled above being capable of being combined.
  • plaster-based plates covers plaster-based plates, and in particular but not limited to plates with one or more facings made of paper or cardboard (known in English as “wall- board “,” plaster-board “), but also in other materials such as a glass fiber mat (so-called” fire "plates), fiber plates
  • the invention preferably applies to plates with cardboard facing ("plaster-board").

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de plaques de plâtre comprenant les étapes suivantes: (i) formage de la plaque; (ii) durcissement de la plaque avec hydratation; (iii) séchage au cours de la rotation de la plaque. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour sa mise en oeuvre.

Description

PROCEDE DE SECHAGE DE PLAQUES DE PLATRE, DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE
L'invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de plaques de plâtre, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en œuvre.
On connaît les plaques de plâtre, qui sont constituées d'un cœur de plâtre dense (densité par exemple 0.6 à 1.0, en général environ 0.7) sur au moins un support de type papier, et de préférence entre deux supports de type papier
(et typiquement l'un étant dénommé papier crème et l'autre papier gris) . Le procédé de fabrication classique de telles plaques de plâtre comprend les étapes suivantes.
Typiquement, le procédé comprend le formage de la plaque, cette étape comprenant les sous-étapes de déroulement du papier crème, le mélange pour obtenir une pâte composée principalement de plâtre (semi-hydrate) et d'eau, auxquels sont ajoutés des additifs pour conférer à la plaque des propriétés d'usage spécifiques (notamment de l'amidon et éventuellement un agent moussant est (sont) ajouté (s) pour former une mousse) ; le dépôt de la dite pâte sur le papier crème; le déroulement puis l'application du papier gris pour former en continu le sandwich précurseur de la plaque; l'hydratation, durcissement et cohésion de la pâte en cours d'hydratation avec les deux papiers sur des supports constituant la ligne de formage. En fin de la ligne de formage on est en présence d'un produit semi fini susceptible d'être découpé par une cisaille, puis manipulé éventuellement notamment avec une opération de retournement pour placer la face crème sur le dessus. Enfin ce produit est introduit dans un séchoir pour éliminer l'eau en excès de la plaque (opération dite de séchage de la plaque) . A la sortie du séchoir, la plaque est soumise à l'état sec à différents traitements de conditionnement pour lui donner sa présentation finale.
Si chaque étape présente ses propres problèmes techniques, certaines étapes sont critiques, soit en terme de cinétique de réaction chimique, de cinématique ou de procédé qui vont influencer les caractéristiques et la qualité du produit final, soit en terme de complexité et de taille des appareillages et de difficulté de maintenance, ainsi que d'occupation de l'espace, soit plusieurs en combinaison. Les étapes qui sont les plus critiques, outre l'étape initiale de formage, sont les étapes d' hydratâtion- durcissement; transfert à l'état humide et séchage dans le séchoir pour éliminer l'excès d'eau libre. En fait, chaque étape majeure du procédé de fabrication de plaques de plâtre est critique pour le procédé et/ou le produit final. Un tel degré de criticité est particulier au procédé de fabrication de plaques de plâtre.
L'étape de début d'hydratation jusqu'à la cisaille dure classiquement quelques minutes, typiquement environ 3 à 4 minutes ou plus, l'étape suivante de transfert humide et de fin d'hydratation jusqu'à l'entrée séchoir dure de 5 à 10 minutes. Lorsqu'on souhaite augmenter la vitesse de ligne, pour atteindre des valeurs supérieures à 150 m/mn, avec des temps d'hydratation conventionnels, il est alors nécessaire d'augmenter la longueur de la ligne de formage jusqu'à des valeurs de plus de 500m, ce qui est très onéreux et pose de nombreux problèmes de cinématique de transfert et de positionnement des plaques sur les machines .
L'étape de transfert à l'état humide met en œuvre des dispositifs complexes devant fonctionner en atmosphère chaude et humide. La productivité de la chaîne de production est donc tributaire de la fiabilité de ces dispositifs dont la maintenance est délicate et onéreuse. Par ailleurs, ces dispositifs traditionnels engendrent par construction, des temps d'hydratation différents dans le sens longitudinal de la plaque d'une part et des décalages entre trains de plaques d'autre part avant l'entrée dans le séchoir dont il faut s'affranchir par des systèmes compliqués. Il est ensuite nécessaire de rattraper ces décalages pour obtenir un séchage homogène sur toute la surface des plaques et en particulier en bout de plaques. Le mécanisme doit assurer que les plaques ne se cassent pas à leurs extrémités et ne se chevauchent pas. Pour ce faire dans l'art antérieur, une mécanique très complexe et une régulation de vitesse de nombreux moteurs s'avèrent indispensables .
L'étape de séchage nécessite des dispositifs mécaniques devant fonctionner en milieu humide pouvant atteindre la saturation de la vapeur d'eau et pouvant atteindre plusieurs centaines de degré °C, ce qui pose derechef des problèmes de maintenance.
Enfin, l'étape de séchage est très consommatrice d'énergie et il serait avantageux de disposer d'un procédé et dispositif de séchage qui permette de ne fournir que la quantité nécessaire de calories vers les plaques.
Les autres étapes du procédé posent aussi d'autres problèmes, qu'il s'agit aussi de résoudre au mieux. Par exemple l'étape de cisaillement met en œuvre une cisaille sous la forme de deux rouleaux équipés de lames qu'il faut nettoyer régulièrement. Ce dispositif est assez destructeur et mécaniquement rude vis-à-vis de la plaque (c'est aussi une des raisons qui rendent nécessaire un temps de durcissement relativement long car la plaque humide durcie -hydratée- doit pouvoir supporter les contraintes engendrées par la cisaille et les manutentions dans la zone de transfert humide) . L'étape de retournement ou du flipper est jusqu'à présent souvent nécessaire. Les bords amincis de la plaque sont formés grâce à un rouleau inférieur à bords épaissis ou une bande présentant la contre-forme; ceci implique que le papier crème soit dans la position inférieure. Or, lors du séchage ultérieur, il est préférable que cette face crème soit sur le dessus, afin d'éviter toute salissure provenant des rouleaux du séchoir. Il serait souhaitable de pouvoir éviter cette étape contraignante du flipper (tout en pouvant éventuellement garder si on le souhaite la configuration actuelle avec la pâte de plâtre qui est déposée sur le papier crème) .
L'étape de transfert à l'état sec pose certes moins de problèmes qu'à l'état humide, mais il demeure compliqué et d'une maintenance toujours lourde.
L'invention a pour objet de fournir un procédé et un dispositif pour sa mise en œuvre, qui permettent d'éviter les problèmes ci-dessus et offrir d'autres avantages encore en terme de procédé/qualité du produit final, de maintenance, de coût d'exploitation, d'investissement, et de condition de travail. L'invention repose en partie sur le principe que contrairement à l'art antérieur dans lequel les plaques se déplacent sur des grandes distances dans les divers équipements, dans l'invention les plaques sont pratiquement statiques; ce sont les équipements qui sont mobiles et généralement en rotation.
L'invention a, selon une première variante, pour objet un procédé de fabrication de plaques de plâtre comprenant les étapes suivantes:
(i) formage de la plaque ;
(ii) durcissement par hydratation jusqu'à obtention d'un produit hydraté à une teneur inférieure à 80%;
(iii) poursuite de l'hydratation dans au moins un barillet tournant; et (iv) séchage. Selon un mode de réalisation, l'hydratation est poursuivie dans ledit au moins un barillet jusqu'à la totalité. Selon un mode de réalisation, l'hydratation est poursuivie dans ledit au moins un barillet partiellement encore, et jusqu'à la totalité dans un second barillet.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, entre les étapes (ii) et (iii) , un étape intermédiaire de cisaillement .
Selon un mode de réalisation, cette étape de cisaillement est mise en œuvre selon le principe du fil.
Selon un mode de réalisation, l'hydratation à l'issue de l'étape (ii) est inférieure à 66%.
Selon un mode de réalisation, l'hydratation à l'issue de l'étape (ii) est comprise entre 33 et 66%, de préférence entre 33 et 50%.
L'invention fournit encore un dispositif de fabrication de plaque de plâtre comprenant une zone linéaire de durcissement-hydratation partielle et au moins un barillet comprenant un axe central 9 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 10a, 10b, 10c, lOd.
Selon un mode de réalisation, dans le barillet chaque branche est divisée en une pluralité de bras lia, 11b, lie, lld, la surface occupée par les bras représentant de 50 à 99% de la surface de la branche correspondante.
Selon un mode de réalisation, le barillet comprend de 10 à 150, de préférence de 40 à 120, branches. Selon un mode de réalisation, la zone durcissement- hydratation et le barillet sont selon deux axes parallèles. Selon un mode de réalisation, la zone durcissement et le barillet sont accouplés par 1 ' intermédiaire de rouleaux 8a, 8b et 8c, ces rouleaux interpénétrant les branches 10a, 10b, 10c, lOd.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un dispositif de cisaillement comprenant un fil.
L'invention fournit encore un barillet comprenant un axe central 9 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 10a, 10b, 10c, lOd, chaque branche étant divisée en une pluralité de bras lia, 11b, lie, lld, la surface occupée par les bras représentant de 50 à 99% de la surface de la branche correspondante. Selon un mode de réalisation, le barillet comprend de 10 à 150, de préférence de 40 à 120, branches.
L'invention a, selon une seconde variante, pour objet un procédé de fabrication de plaques de plâtre comprenant les étapes suivantes :
(i) formage de la plaque; (ii) durcissement de la plaque avec hydratation,- (iii) séchage au cours de la rotation de la plaque. Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet tournant dans une enceinte. Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant une section de séchage unique.
Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant deux sections de séchage distinctes. Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant trois ou plus sections de séchage distinctes.
Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins deux barillets. Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins deux barillets, avec des sections de séchage distinctes d'un barillet à l'autre.
Selon un mode de réalisation, chaque barillet peut comprendre une, deux, trois ou plus sections de séchage distincte (s) .
Selon un mode de réalisation avantageux, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet présentant au moins deux zones de séchage distinctes; ce mode de réalisation couvre le cas où deux zones de séchage distinctes sont présentes dans un même barillet et celui où au moins deux barillets distincts comprennent au moins deux zones distinctes de séchage (au moins une zone par au moins un barillet) . Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, avec récupération de la chaleur latente de condensation de l'eau.
Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins un premier barillet sans récupération et dans au moins un barillet avec récupération.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape :
(iv) refroidissement de la plaque. Selon un mode de réalisation, le refroidissement est en partie mis en œuvre dans une partie du dernier barillet.
L'invention fournit encore un dispositif de fabrication de plaque de plâtre comprenant une zone de durcissement et d'hydratation et un barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d, ledit barillet étant confiné dans une enceinte 15.
Selon un mode de réalisation, chaque branche est divisée en une pluralité de doigts de peigne. Selon un mode de réalisation, l'enceinte représente une section de séchage unique.
Selon un mode de réalisation, l'enceinte est divisée en deux sections de séchage distinctes.
Selon un mode de réalisation, l'enceinte est divisée en trois ou plus sections de séchage distinctes.
Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût.
Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût, et percés de trous le long de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins un barillet sans récupération et au moins un barillet récupération de la chaleur latente de condensation de 1 ' eau . Selon un mode de réalisation, le barillet présente une zone de refroidissement.
Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
L'invention fournit encore un barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d, chaque branche étant divisée en une pluralité de doigts de peigne, ledit barillet étant confiné dans une enceinte 15.
Selon un mode de réalisation, l'enceinte représente une section de séchage unique.
Selon un mode de réalisation, l'enceinte est divisée en deux sections de séchage distinctes.
Selon un mode de réalisation, l'enceinte est divisée en trois ou plus sections de séchage distinctes.
Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût. Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût, et sont percés de trous le long de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation, le barillet présente une zone de refroidissement. Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
L'invention a, selon une troisième variante, pour objet un procédé de refroidissement de plaques de plâtre par rotation dans un barillet tournant, ce barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d. Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un barillet en contact avec l'air ambiant.
Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un barillet confiné dans une enceinte. Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
L'invention a, selon une quatrième variante, pour objet un procédé de manutention de plaques de plâtre par rotation dans un barillet tournant, ce barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d.
Selon un mode de réalisation, le procédé est pour le retournement de plaques.
Selon un mode de réalisation, le procédé est pour le retournement alterné de plaques.
Selon un mode de réalisation, le procédé est pour l'appairage de plaques.
L'invention a, selon une cinquième variante, pour objet un procédé de séchage/cuisson/réaction d'objets plats au cours de la rotation dudit objet plat dans au moins un barillet tournant, ce barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d, ledit barillet étant confiné dans une enceinte 15.
Selon un mode de réalisation, chaque branche est divisée en une pluralité de doigts de peigne. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un barillet comprend une section de séchage unique. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un barillet comprend deux sections de séchage distinctes, correspondant à deux sections de l'enceinte.
Selon un mode de réalisation, ledit au moins un barillet comprend trois ou plus sections de séchage distinctes, correspondant à deux sections de l'enceinte.
Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre dans au moins deux barillets, avec des sections de séchage distinctes d'un barillet à l'autre. Selon un mode de réalisation, le séchage est mis en œuvre avec récupération de la chaleur latente de condensation de l'eau.
Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût. Selon un mode de réalisation, l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût, et percés de trous le long de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation, un refroidissement est mis en œuvre dans une partie du dernier barillet. Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
Selon un mode de réalisation, l'objet plat est une plaque de bois, carreau de plâtre, plaque ou carreau d'argile, de ciment, ou autre.
Il est avantageux de combiner les variantes entre elles, particulièrement les première et seconde variantes entre elles, les seconde et troisième variantes entre elles, et les Première, seconde et troisième variantes entre elles L'invention est maintenant décrite plus en détails dans la description qui suit et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'une installation selon l'art antérieur; la figure 2 représente un schéma général d'un dispositif selon l'invention; la figure 3 représente un barillet tournant d'hydratation selon l'invention; la figure 4 représente le barillet précédent, mais vu de dessus ; la figure 5 représente une variante du barillet d'hydratation selon l'invention; les figures 6a et 6b représentent un barillet de séchage selon l'invention; les figures 7a et 7b représentent un barillet de séchage selon l'invention, en éclaté et en vue de dessus; les figures 8a et 8b représentent un barillet de séchage selon l'invention susceptible d'être utilisé en séchage indirect et/ou en récupérateur de chaleur; la figure 9 représente un barillet de refroidissement selon 1 ' invention; la figure 10 représente un barillet de retournement selon l'invention; la figure 11 représente une variante d'un procédé d'approvisionnement en plaques des barillets selon 1 ' invention.
En référence à la figure 1, on décrit une installation classique de fabrication de plaques de plâtre. La zone 1 représente l'étape de formage de la plaque, cette étape comprenant les sous-étapes de déroulement du papier crème, mélange pour obtenir la pâte de plâtre, de dépôt de la pâte sur le papier crème et déroulement du papier gris pour former le sandwich précurseur de la plaque. La zone 2 représente l'étape de durcissement jusqu'à obtention d'un produit sensiblement hydraté. La zone 3 représente l'étape de cisaillement en plaques individuelles ou par train de plaques. La zone 4 représente l'étape de transfert humide (avec une opération de retournement pour placer la face crème sur le dessus à l'aide d'un dispositif dénommé "flipper" ainsi que l'opération de résorption du décalage entre trains de plaques avant l'entrée dans le séchoir) . la zone 5 représente l'étape de séchage dans un séchoir pour éliminer l'eau en excès. La zone 6 représente l'étape de transfert à l'état sec (y compris un appairage éventuel des plaques face crème contre crème, resciage, banderollage et conditionnement) .
En référence à la figure 2, on décrit le schéma général d'un dispositif selon l'invention. Celui-ci comprend comme précédemment une zone de durcissement, au cours de laquelle a lieu le début de l'hydratation du plâtre. Cette hydratation n'est pas poursuivie complètement, mais seulement en général jusqu'à moins de 80%, de préférence à une valeur comprise par exemple entre 33% et 66%, plus préférentiellement inférieure à 50%. Le terme d'hydratation a le sens classique, à savoir la réaction de transformation de CaS0 .0 , 5H20 en CaS0 .2H20. La mesure de l'hydratation se fait de façon classique, à savoir mesure sur une courbe, qui peut être la montée en température, le gain en poids (ou la prise d'eau), le durcissement, etc.. Toutes les méthodes classiques sont appropriées .
Cette zone de durcissement est représentée ici de façon schématique par la bande de formage 7a, les rouleaux avant cisaille 7b et la cisaille 7c elle-même, ainsi que la zone 7d. Cette zone 7d est une zone d'accélération 7d (afin de créer un espace entre les trains de plaques de façon classique) . Cette zone est accouplée à une zone d'arrêt 8, qui va servir de dispositif d'introduction dans un barillet tournant équipé de bras. Cette zone d'arrêt comprend des rouleaux 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, etc. Ces rouleaux sont typiquement régulièrement espacés, destinés (comme dans l'art antérieur) à recevoir les plaques humides, à la différence qu'ici les plaques sont moins hydratées donc moins dures . L ' espacement des rouleaux sera déterminé pour éviter un fluage des plaques entre ces appuis, ce que l'homme de l'art peut aisément déterminer. Une fois sur ces rouleaux 8a, 8b, 8c, etc., la plaque est alors reprise par le barillet 9, objet de l'invention.
Il convient de noter ici que l'étape de cisaillement peut être mise en œuvre dans un dispositif classique. Elle peut aussi être mise en œuvre dans un dispositif plus adapté, du type "fil à couper le beurre". Ce fil peut être unique ou être double, par exemple comme sur des ciseaux. Dans la mesure où le degré d'hydratation est moindre lors de la découpe, la cisaille peut être beaucoup plus simple, et ne nécessite pas d'être "robuste". Un fil en métal, tendu en travers de la ligne, est suffisant. Il peut être incliné, par rapport au plan de la plaque et/ou à l'axe de la ligne. Sa manipulation est très simple, et la découpe est plus nette. Les inconvénients associés aux cisailles de l'art antérieur sont supprimés. Le nettoyage de ce fil est très simple; on peut par exemple monter le fil en boucle, et opérer une rotation entre chaque découpe. Lors des rotations, une brosse très simple nettoie le fil.
En référence à la figure 3, on décrit un barillet tournant selon l'invention, intercalé avec les rouleaux 8a, 8b, 8c décrits ci-dessus. Le terme de carrousel peut aussi être utilisé en lieu et place de barillet tournant. Le barillet est représenté avec seulement un quadrant des bras, afin de mieux représenter la coopération avec les rouleaux 8a, 8b, 8c. Le barillet 9 comprend un axe 10
(représentant en général un fût) , sur lequel sont fixées des branches 10a, 10b, 10c, lOd, 10e, etc. (la liaison des branches sur l'axe central n'est pas représentée aux fins de lisibilité de la figure) . Chaque branche comprend plusieurs bras lia, 11b, lie et lld, par exemple, (de forme optimisée) et relativement larges pour obtenir un durcissement de la plaque sans l'apparition de fluage. Le nombre de bras par branche est déterminé par plusieurs facteurs, dont principalement la vitesse de la ligne, la longueur du barillet et le nombre de branches. Ce nombre est par exemple compris entre 3 et 60. Si on considère la surface d'une branche complète, les bras peuvent représenter, en général, de 50 à 99% de la surface de la branche correspondante. Les bras peuvent être pleins ou présenter des trous de façon à assurer à la fois le soutien de la plaque sans fluage et ne pas ralentir le phénomène d' évaporation de l'eau qui se produit à ce stade du procédé. Les dimensions du barillet sont en général les suivantes: diamètre de 3m à 6m, de préférence de 3,5 à 4m. Pour ce qui concerne la longueur, elle est très facilement ajustable aux besoins de production. Une augmentation de capacité se réalise par addition de bras supplémentaires. Typiquement la longueur du barillet peut être comprise entre 3m et 25m voire plus. Si on considère une plaque de plâtre P, celle-ci arrive sur les rouleaux 8a, 8b, 8c (sa course est maîtrisée par des dispositifs mécaniques et/ou électriques et électroniques) . Dans ce cas, le barillet est dans une position telle que la plaque P peut passer entre les branches 10a et 10b. Le barillet tourne, les bras entrent en contact avec la plaque humide P (qui n'a pas eu le temps de sensiblement fléchir) et désolidarisent la plaque P des rouleaux, la plaque P reposant alors sur les bras lia, 11b, lie et lld de la branche 10b. Alors, les rouleaux redeviennent libres, de sorte à accepter une nouvelle plaque P'. Celle-ci se trouve cette fois au début entre les branches 10b et 10c, puis après une rotation du barillet en contact avec les bras de la branche 10c. Ainsi de suite, on peut "remplir" les branches du barillet. Le barillet comprend par exemple de 10 à 150 branches, de préférence de 40 à 120. La vitesse de rotation du barillet sera choisie notamment en fonction de la vitesse de la ligne, les dimensions et le nombre de branches du barillet et des paramètres procédé qui doivent conduire à une hydratation complète et une bonne planéité de la plaque à la sortie du barillet. En général, la vitesse de rotation du barillet est comprise entre lt/h (tour/heure) et 6t/h, et de préférence entre 4 et 6 t/h dans le cas d'une installation avec un seul barillet d'hydratation.
En référence à la figure 4, on décrit le mode de réalisation précédent vu de dessus (on ne représente qu'une branche, celle qui va venir soulever la plaque P) .
En référence à la figure 5, on décrit une variante de la situation précédente. Cette fois, le barillet tournant 9 est décalé par rapport aux rouleaux 8a, 8b et 8c. Un transbordeur 12 assure la translation des plaques des rouleaux 8a, 8b et 8c vers le barillet 9. Ce transbordeur assure l'alimentation des plaques du train de plaques sur une branche du barillet. Ce transbordeur est classiquement un ensemble de supports solidarisés qui se déplacent selon un mouvement de translation, puis de retour en position par-dessous, à la manière d'un patin d'une chenille par exemple, associé à un mouvement de monte-et-baisse .
On pourrait aussi prévoir le barillet directement en fin de zone accélératrice/arrêt, mais cette fois avec un axe non plus parallèle mais perpendiculaire au sens de déplacement des plaques. Dans ce cas, l'axe des plaques est perpendiculaire à l'axe du barillet; celui-ci présente alors une longueur de l'ordre de la largeur de la plaque.
La plaque vient alors, en fin de course, abuter sur le moyeu du barillet avant d'être manipulée par les branches du barillet.
L'hydratation dans le (s) barillet (s) tournant (s) permet un gain de place considérable. En effet, la section traditionnelle de durcissement peut être réduite, en longueur, jusqu'à 50%. De plus la zone transfert humide jusqu'à l'entrée du séchoir est elle aussi considérablement réduite. En outre, le temps de séjour de chaque plaque dans le barillet est identique, ce qui permet d'avoir un taux d'hydratation des plaques très homogène. Ceci est encore plus apparent lorsqu'un barillet de séchage est utilisé conjointement avec un barillet d'hydratation.
Les barillets selon l'invention peuvent accommoder des plaques de diverses longueurs, comme par exemple 1,50 m jusqu'à la longueur totale du barillet. En effet, les bras sont d'une largeur suffisante pour accommoder toutes les longueurs de plaques et tous les types de train de plaques de toutes longueurs: les plaques, quelque soit leur longueur, reposeront toujours suffisamment (en général majoritairement) sur les bras du barillet.
Pour décharger le barillet, on peut utiliser des systèmes similaires à ceux utilisés pour le charger dans la variante illustrée à la fig. 5, à savoir un transbordeur. Le transbordeur peut comprendre des rouleaux; il peut aussi comprendre une bande sans fin, placée entre les bras, l'axe de la bande étant perpendiculaire à l'axe du barillet. Dans un tel cas, la plaque arrivant sur la bande se pose dessus, les branches se dégagent naturellement. La vitesse de rotation de la bande est alors adaptée à celle du barillet pour pouvoir vider celui-ci. Tout autre système connu trouvera à s'appliquer à la manutention de plaque pour transférer celle-ci d'un barillet à l'autre.
On pourrait aussi avoir deux ou plusieurs barillets d'hydratation, si nécessaire. Le transport des plaques d'un barillet à l'autre se fait comme ci-dessus par exemple.
En référence aux figures 6a et 6b, on décrit un autre mode de réalisation de l'invention, à savoir un séchoir basé sur ce principe du barillet tournant. Il comprend un axe 13, et des branches 14a, 14b, 14c, etc., le tout étant placé dans une enceinte 15. (On n'a représenté qu'une demi- partie) . Ce séchoir d'un nouveau type est alimenté à partir du transfert humide selon l'art antérieur ou à partir d'un barillet d'hydratation selon l'invention décrite ci-dessus. L'opération du séchoir est très simple. Les plaques rentrent dans le séchoir, sont placées sur les branches, et peuvent alors sous l'effet de la chaleur évacuer l'eau. L'enceinte 15 permet de confiner la zone ou section de séchage. Cette enceinte est en relation avec un circuit aéraulique, non représenté sur le schéma, qui comprend outre les conduits, un ou plusieurs générateurs de chaleur et des ventilateurs pour faire circuler les gaz chauds autour des plaques de plâtre à sécher. Par exemple, l'enceinte 15 peut être divisée en deux ou plusieurs sections, avec circulation d'air ou d'un autre gaz entre ces sections; ceci est décrit plus en détails ci-dessous. La figure 6a représente le cas avec une section de séchage unique tandis que la figure 6b représente le cas avec deux sections de séchage distinctes (températures différentes d'une section à l'autre) . La circulation des gaz dans le barillet et l'enceinte sera décrite plus en détails à la figure 7.
Par rapport à l'art antérieur, ce type de séchoir permet d'avoir une meilleure homogénéité dans le séchage. En effet, dans l'art antérieur les plaques étaient introduites dans le sens longitudinal et lentement, ce qui occasionnait un décalage entre trains de plaques, donc un risque potentiel de calcination dit de bout de plaques. D'autre part les plaques dans un train de plaques ayant un taux d'hydratation différent, le séchage se trouvait affecté par cette hétérogénéité. Dans le nouveau procédé, les plaques sont introduites dans le sens transversal et rapidement, ce qui évite les inconvénients ci-dessus.
Chaque branche comprend de préférence (mais pas nécessairement) des doigts de peigne plutôt que des bras
(par opposition au barillet d'hydratation), puisqu'il n'y plus de risque sérieux de fluage et pour permettre en outre un meilleur échange thermique. Il est cependant possible d'utiliser des bras, notamment percés d'une multitude de trous. Le doigt de peigne présente une section en contact avec la plaque de., par exemple, 0,5 à 10cm, notamment 1 à 8cm. Le barillet comprend par exemple de 20 à 150 branches, de préférence de 60 à 120. Les dimensions du barillet sont en général les suivantes: diamètre de 3 à 6m, de préférence de 3,5 à 4,5m et longueur de 3 à 25m, voire plus, de préférence de 6 à 15m. En général, on utilise deux ou plusieurs barillets de séchage. Ces barillets ont de préférence des sections de séchage distinctes (pour optimiser le processus de séchage par contrôle précis de la courbe de séchage -perte de poids en fonction du temps-) .
La vitesse de rotation du barillet sera choisie en fonction du nombre de branches du barillet, du débit de la ligne, etc.. En général, la vitesse de rotation du barillet est comprise entre lt/h et 6t/h, de préférence entre 2 et 4t/h.
Le barillet peut être partiellement ou dans son ensemble disposé dans l'enceinte chauffée, avec une atmosphère sensiblement homogène dans le barillet. On préférera cependant que les plaques forment les conduits d'acheminement des gaz, pour obtenir une circulation
"intelligente" de ces gaz dans l'enceinte. Ceci permet d'avoir plusieurs sections de séchages avec des profils différents, et donc d'optimiser le séchage. Pour obtenir une bonne homogénéité du séchage dans le sens de la longueur des plaques, dans chaque section de séchage ainsi définie le flux de gaz chauds sera alternativement inversé. Cette opération se réalise simplement par exemple en inversant le sens de marche des ventilateurs ou en installant des déflecteurs appropriés aux extrémités de l'enceinte. Avec cette solution, chaque section comporte un nombre pair de conduits. On peut aussi installer des brûleurs par exemple aux deux extrémités de l'enceinte. Le circuit de circulation peut notamment être obtenu par un capotage approprié, l'enceinte 15 étant divisée au niveau des extrémités du barillet en autant de sections que souhaité . En référence à la figure 7a, on décrit le barillet et on représente par des flèches le circuit des gaz chauds. L'enceinte est telle que les plaques jouent le rôle de déflecteurs et de guide pour les gaz chauds, parallèlement aux plaques. On peut ainsi obtenir, en modifiant les conditions opératoires, deux ou plusieurs sections de séchage avec des conditions distinctes. En fait, on peut avoir autant de sections de séchage qu'il y a d'alvéoles formées par deux plaques consécutives. Plus spécifiquement, l'enceinte comprend à ses deux extrémités un capotage 16 et 16 ' , qui est divisé en autant de sections qu'il y a de sections de séchage. Dans l'exemple représenté à la figure 7, il y a deux sections de séchage, et donc deux compartiments au niveau des capotages d'extrémité (16a et 16b, et 16'a et 16'b, respectivement). Les flèches indiquent le sens de circulation des gaz chauds .
Par exemple, on peut avoir deux sections de séchage, l'une avec une température d'entrée d'environ 250°C et une température de sortie d'environ 230°C, et une autre section avec une température d'entrée d'environ 220°C et une température de sortie d'environ 180 °C. On peut alors appliquer une quantité de chaleur plus importante en étant sûr de ne pas "brûler" ou calciner les plaques. II est aussi possible et avantageux d'avoir une chicane au niveau des capotages; dans le cas présent, le capotage 16' comprendrait une chicane qui permet d'utiliser les gaz sortant de la première section à environ 230°C comme gaz entrant dans l'autre section à environ 220°C (voire à la même température) . Ceci est plus apparent dans la figure 7b, vue de dessus en coupe, dans laquelle le capotage 16 ' comprend une chicane 17 ' , autour de laquelle les gaz chauds circulent. La circulation des gaz est représentée par les flèches.
L'invention permet donc d'optimiser les zones de séchage, ce qui est très difficile, voire impossible, avec l'art antérieur. A ce stade, il est utile de rappeler que l'art du séchage reconnaît en général trois zones, zone 1, zone 2 et zone 3. Les zones 1 et 2 comprennent un séchage à température élevée des gaz (séchage fort) pour assurer la migration efficace de l'amidon vers le papier et évacuer env. 80% de l'eau. . La zone 3 est une zone dans laquelle le séchage est plus doux, afin d'éviter de dépasser la température de calcination des plaques. Dans cette zone, la vitesse de séchage est limitée par la diffusion de la vapeur dans le cœur de la plaque. De façon générale, les zones 1 et 2 ont une durée cumulée de 15 à 30 min (en général donc inférieure à 45 min) tandis que la zone 3 a une durée équivalente à celle des zones 1 et 2 cumulées . Les températures dans ces zones sont typiquement celles indiquées ci-dessus. Il est à noter aussi que l'invention permet d'obtenir, comme il est recherché dans l'art antérieur, un séchage à contre-courant ou à co-courant. L'invention permet donc l'obtention d'un profil de séchage particulièrement adapté et homogène.
II est possible d'imaginer un fût central, celui-ci étant divisé en zones (à la façon de quartiers d'orange), chaque zone étant alimentée en gaz chaud de façon indépendante, ce qui permet de recréer des zones de chauffage distinctes. Le chauffage des plaques se fait alors radialement, à partir du fût central, les gaz chauds étant distribués par des orifices disposés sur le fût central ou par les doigts du barillet (voir par exemple la figure 8a infra à laquelle ce mode de réalisation est applicable) .
Il est possible et avantageux de placer plusieurs barillets en série. Les dispositifs de transport d'un barillet à l'autre ont été décrits plus haut en référence au barillet d'hydratation. Par exemple, on peut avoir un premier barillet, par exemple du type décrit plus haut avec deux sections de séchage, et un second barillet avec une troisième section de séchage. La troisième section de séchage présente par exemple une température d'entrée d'environ 150 °C et une température de sortie d'environ 100°C. Les barillets en série peuvent très facilement être synchronisés .
La conception de ce séchoir autorise une grande flexibilité quant au type de procédé de séchage. Le séchoir décrit ci-dessus est de type séchoir direct, (gaz chauds en contact direct avec les plaques, avec un vecteur-vitesse des gaz parallèle aux plaques) .
Une variante du séchage direct est aussi possible avec ce type de séchoir. Au lieu de faire circuler les gaz chauds entre les plaques comme indiqué dans le descriptif, les gaz sont introduits par le fût central puis dans les doigts percés (les doigts sont en général tels que la surface de contact avec la plaque est minimale tandis que les gaz s'échappent par des trous disposés le long des doigts) . La forme des doigts est adaptée à ce type de séchage soit de forme arrondie pour éviter que les plaques obstruent les trous et le passage des gaz . Ce procédé de type séchage à jet présente l'avantage de présenter des coefficients d'échange meilleur, donc un rendement énergétique supérieur.
On peut aussi sécher les plaques de plâtre selon le procédé de séchage indirect à vapeur par exemple avec des modifications mineures sur le barillet. Le choix d'un séchage indirect permet d'utiliser d'autres combustibles meilleur marché que le gaz ou le fuel léger, telles que le charbon, le fuel lourd, des copeaux de bois ou toutes sortes de déchets susceptibles d'être brûlés dans une chaudière.
Dans cette configuration la vapeur est introduite dans l'axe central puis se distribue dans les doigts. La vapeur condensée par échange de chaleur avec les plaques est récupérée dans le fût ou la couronne puis reconduite vers la chaudière. Le barillet adapté a ce type de séchage indirect à la vapeur est relativement similaire à celui décrit en référence aux figures 8a et 8b ci-dessous. En référence aux figures 8a et 8b, on décrit un autre mode de réalisation. L'axe central 13 devient un fût dans lequel on réintroduit les gaz chauds chargés en vapeur d' eau provenant en particulier des premières sections du séchoir ou des barillets précédents. Les branches 14a, 14b, 14c, sont constituées de doigts de peigne creux connectés au fût central. Les gaz chauds chargés en vapeur d'eau circulent alors dans ces doigts de peigne du centre vers l'extérieur, et éventuellement de l'extérieur vers le centre .
Dans la variante illustrée à la fig. 8a, les gaz sont collectés par l'enceinte extérieure à travers un orifice calibré, plusieurs orifices 17a, 17b, 17c, 17d, étant (équi) répartis sur la périphérie. L'enceinte extérieure est dans ce cas constituée d'une paroi double (15, 15') reliée à un ventilateur. Lorsque le barillet tourne, les extrémités des doigts étant creuses, elles viennent régulièrement en regard des orifices (équi) répartis . Un courant de gaz peut alors s'établir.
Dans la variante illustrée à la fig. 8b, les gaz effectuent un aller-retour dans les doigts, ceux-ci étant munis d'une chicane intérieure. Ils sont alors collectés dans une couronne 13 ' autour du fût central . Ces gaz sont indirectement au contact avec les plaques posées s r les branches. Dans ces conditions l'eau vapeur va se condenser et céder au contact alors sa chaleur latente de condensation. L'eau condensée s'écoule le long des doigts de peigne et est recueillie dans le fût compartimenté ou la couronne, d'où elle est évacuée de préférence par gravité ou au moyen d'une pompe. De même l'eau condensée sur la double paroi de l'enceinte sera évacuée par gravité. On pourrait aussi prévoir de recueillir l'eau condensée dans le fût et l'écouler ensuite par les doigts de peigne en position basse. Cette technique peut aussi être implémentée selon 1 ' enseignement du document DE-A-4326877. On peut ainsi récupérer les vapeurs d'eau chaude produites par ailleurs lors du séchage. En fait, les barillets peuvent recevoir tous les systèmes classiques de récupération d'énergie, opérant ainsi comme de véritables échangeurs de chaleur internes.
Les figures 8a et 8b représentent donc un barillet susceptible d'être utilisé en séchage indirect et/ou en récupérateur de chaleur, la différence principale entre ces deux modes étant la quantité de chaleur apportée par un ou plusieurs brûleur (s).
En référence à la figure 9, on décrit un barillet séchoir qui comporte en outre une fonction de refroidissement des plaques, avec toujours une zone d'introduction (E) des plaques, notamment à l'horizontale, et une sortie. La zone hachurée représente ici la section de séchage. Le barillet présente alors, au niveau de l'enceinte par exemple, un quartier supplémentaire. Par exemple la sortie (S) sous forme d'un jour sur l'extérieur n'est pas disposée horizontalement, mais vers le bas. Dans ce quartier supplémentaire, la plaque peut se refroidir naturellement ou pas, afin d'éviter les chocs thermiques éventuels. On obtient ainsi une plaque de meilleure qualité qu'avec un séchoir traditionnel. De plus, le jour étant décalé, la plaque glisse naturellement sur un tapis transporteur situé dessous.
On pourrait aussi avoir ce quartier au-dessus de l'horizontale, la plaque refroidie sortant alors à l'horizontale, par exemple sur une bande transbordeuse.
On pourrait aussi prévoir un (ou plusieurs) barillet complet aux fins de refroidissement si cela était nécessaire.
On obtient ainsi en sortie du dernier barillet une plaque refroidie qu'il est possible d'envoyer directement à la zone finale de conditionnement, sans passer par la série d'équipements lourds et bruyants qui se trouvent habituellement à la sortie séchoir, à savoir cascade de regroupement des plaques venant des différents étages, zones d'accélération et d'arrêt, tables de transfert etc.
Les barillets de séchage peuvent, comme pour le barillet d'hydratation, accepter différentes longueurs de plaques. Pour le barillet de séchage pour obtenir un meilleur cheminement encore des gaz dans les alvéoles on peut par exemple disposer les plaques en alternance, c'est- à-dire une plaque bord-à-bord d'un côté du barillet et l'autre bord-à-bord de l'autre côté. On peut également et de préférence utiliser des branches présentant à leurs extrémités (au niveau des disques latéraux du barillet) des segments ayant une surface suffisante pour que chaque plaque repose sur ce segment, quelque soit sa longueur, et/ou ayant une forme adaptée (par exemple sous forme de déflecteur) pour éviter la calcination en bout de plaque éventuelle susceptible d'avoir lieu à cause des gaz chauds ventilés .
L'utilisation de barillets, notamment au niveau du séchage, permet de mettre à l'extérieur de l'enceinte tous les organes d'entraînement, et donc de les protéger d'un environnement chaud et humide qui est agressif.
On notera qu'il est particulièrement avantageux de coupler au moins un barillet d'hydratation avec au moins un barillet de séchage. En particulier, on utilisera dans ce cas deux ou trois barillets de séchage, de préférence le premier (et le second) avec une ou deux sections de séchage distinctes et le dernier de préférence avec récupération de chaleur. On peut aussi dans le cas présent utiliser un séchage de type indirect .
De façon incidente, le barillet est aussi utile pour procéder à une manutention de la plaque dans des conditions douces . * La figure 10 représente un barillet utilisé pour un retournement de plaque, toujours dans des conditions douces, en s ' affranchissant donc du flipper de retournement traditionnellement utilisé. Le retournement peut s'appliquer à toutes les plaques, et peut être alterné; une plaque peut être extraite juste sous l'horizontale et une autre environ 180° après, toujours sous l'horizontale. On peut donc avoir un retournement alterné des plaques, ce qui peut être utile pour conditionner des plaques face crème contre face crème.
Dans le mode de réalisation représente à la figure 10, on a une entrée (E) comme pour la figure 9, et deux sorties
(SI) et (S2) . Il est possible d'extraire toutes les plaques au niveau de la sortie (SI) , mais aussi alternativement au niveau de (SI) et (S2) , ce qui conduit à des plaques déjà alternées (ce qui facilite par exemple le transfert sec pour 1 ' appairage face crème/face crème). Lorsque les plaques sont manutentionnées dans la partie haute des barillets, elles reposent en partie sur le moyeu ou fût central. Lorsque les plaques sont manutentionnées dans la partie basse des barillets (notamment entre les sorties
(SI) et (S2)), elle peuvent glisser sur l'enceinte ou tout autre garde-corps approprié ou encore être accompagnées dans leur mouvement par une bande dont la vitesse linéaire correspond à la vitesse de la plaque considérée au niveau de la circonférence du barillet. (les bandes auront de préférence une trajectoire selon cette circonférence).
En référence à la figure 11, celle-ci décrit un mode de réalisation dans lequel les plaques sont approvisionnées dans les barillets (hydratation, séchage, refroidissement, manutention) . Selon ce mode de réalisation, les plaques sont approvisionnées selon l'axe des barillets, le sens d'avancement se faisant selon la même ligne (à la différence des modes de réalisation précédents, dans lesquels l'approvisionnement s'opérait par translation une fois la plaque amenée sur le côté des barillets. Schématiquement , la séquence est la suivante. La description est faite avec une plaque, à des fins de commodité, mais le mode de réalisation est applicable à un train de plaques de la même façon; la description est faite en coupe, les plaques arrivant selon la direction perpendiculaire à la feuille. A l'instant t=0, le barillet est en position initiale; la plaque n est posée sur un bras ou une branche du barillet. A t=tl, un mécanisme formé d'un ensemble de rouleaux (par exemple) se déplace sous la plaque n (par exemple par translation) -il n'est représenté qu'un rouleau sur la figure, les autres étant en fait cachés compte tenu du mode de représentation choisi. A t=t2, ce mécanisme se soulève, les rouleaux s ' intercalant entre les bras ou branches du barillet, ce qui a pour effet que la plaque n ne repose plus sur les bras ou branches du barillet. A t=t3, la plaque n+1 venant selon l'axe du barillet vient remplacer la plaque n en la poussant ou au moyen des rouleaux motorisés, les plaques n et n+1 se déplaçant sur les rouleaux. A t=t4, le mécanisme se rabaisse, ce qui a pour effet que la plaque n+1 repose sur les bras ou branches du barillet. A t=t5, le mécanisme se rétracte sur le côté du barillet, permettant ainsi à celui- ci de tourner de l'angle recherché pour amener la plaque n- 1 en position de départ du procédé selon le mode de réalisation spécifique. On peut de cette façon (ainsi que selon d'autres modes de réalisation) utiliser la totalité du barillet, savoir 360°C, pour effectuer les opérations requises (hydratation, séchage, refroidissement, manutention) . Lors de la partie de la rotation dans la partie inférieure du barillet, les plaques peuvent par exemples être maintenues par des retours au niveau des bras ou branches, ou simplement être guidées par un capotage extérieur ou encore être guidées sur une chenille disposée sur la partie inférieure, cette chenille accompagnant le mouvement des plaques . Dans ce mode de réalisation dit "à 360°", les données précédemment indiquées relativement au temps de séjour, vitesse de rotation, etc. doivent être adaptées (par exemple pour un temps de séjour identique, la vitesse de rotation peut être divisée par deux dans la mesure où on utilise effectivement les 360° du barillet et non plus 180°C seulement) . De même, pour le séchage, les zones 1, 2 et 3 peuvent être regroupées dans un seul barillet, si on le souhaite.
Enfin, on notera que l'invention a vocation à s'appliquer de façon générale: dans le cas des plaques de plâtre à toute opération de manutention de plaque, y compris retournement . dans le cas du séchage, à tout type d'objet plat, notamment mais non limitativement carreau de plâtre , tuile (par exemple en ciment ou en argile) , etc ou objet pour lequel il y a une réaction d'un liant hydraulique. Dans ce dernier cas, "séchage" doit s'entendre en fait comme couvrant toute réaction susceptible de conduire notamment à un durcissement, comme une cuisson. II n'y a pas nécessairement évacuation d'eau, mais il peut y avoir un autre type de réaction avec libération d'autres effluents gazeux, ou non. Par exemple, on vise 1 ' étuvage dans le cas des plaques ciment. Il est à noter que dans ces cas d' étuvage, il y a toujours le souci d'avoir dans la plupart des cas au moins deux périodes ou phases de "séchage". En effet, il est reconnu que pour le durcissement de ces plaques plusieurs étapes sont utilisées, parmi lesquelles: étape (1) : une étape de repos pour permettre le début de la prise avant application de la chaleur; étape (2) : une étape de chauffe avec une pente relativement douce jusqu'à la température maximale avec éventuellement apport d'humidité; étape (3): une étape palier afin d'assurer l'homogénéité du chauffage et de la température des pièces dans la chambre; étape (4) : ventilation avec de l'air chaud puis ambiant pour déshumidifier la chambre avant déchargement. L'invention permet d'obtenir un profil spécifique lors de 1 ' étuvage . L'invention permet en outre d'obtenir des chambres dites "FIFO" (First In, First Out) qui soient sures et ne présentent pas de risque d'interruption de procédé.
L'invention vise aussi toutes les combinaisons entre un ou plusieurs barillets d'hydratation, et un ou plusieurs barillets de séchage (avec une ou plusieurs sections de séchage, avec ou sans récupérateur de chaleur), un ou plusieurs barillets de refroidissement, un ou plusieurs barillets de manutention, sont possibles. Le nombre de barillets et/ou le nombre de sections ne sont en aucun limitatifs de la présente invention. Par exemple, on peut avoir un seul barillet d'hydratation, comme on peut en avoir deux ou plus. On peut avoir un (ou plusieurs) barillet (s) d'hydratation associé (s) avec un (ou plusieurs) barillet (s) de séchage, et/ou de refroidissement et/ou de manutention; on peut aussi n'avoir que des barillets de séchage; on peut aussi associer ceux-ci avec des barillets de refroidissement et/ou de manutention. On peut avoir un seul barillet de séchage, comme on peut en avoir deux, trois ou plus. Chaque barillet peut ne comprendre qu'une section de séchage, mais il peut aussi en comprendre deux, trois ou plus. Chaque barillet peut être avec un chauffage du type direct ou indirect. Un ou plusieurs barillets peuvent être du type récupérateur de chaleur. On peut combiner tous ces types (fonction/constitution) de barillets ensemble; toutes les combinaisons sont permises. L'invention s'applique en particulier au cas de l'association barillet (s) d'hydratation suivi (s) de barillet (s) de séchage, tous les modes de réalisation comme rappelé ci-dessus étant susceptibles d'être combinés.
Les avantages procurés par 1 ' invention sont donc notamment :
En termes de procédé et qualité conférée à la plaque : un temps d'hydratation pratiquement identique pour toutes les plaques à l'entrée du séchoir; suppression de l'écart entre plaques à l'entrée du séchoir,- - suppression de la calcination de bout de plaque; possibilité de multiplier le nombre de sections de séchage pour se rapprocher du profil de séchage idéal ; possibilité d'intégrer une zone de refroidissement dans le dispositif; possibilité de récupérer facilement la chaleur latente de condensation dans le dernier séchoir; flexibilité de choix de procédé de séchage
(direct ou indirect ou les 2 combinés) en fonction du coût de l'énergie; possibilité de manutentionner les plaques humides à des échéances plus courtes que dans les lignes classiques ; il n'y a plus de casse ou détérioration de plaque par manipulation rapide ou brutale ou par des chocs sur des butées .
En termes d'investissement: réduction du coût du transfert humide et partiellement du transfert sec qui sont intégrés dans 1 ' équipement ; réduction du coût de ligne de formage, car plus courte et/ou avec une cisaille de conception de plus simple; - séchoir plus simple (pas de pièce en mouvement) , et plus petit; installation flexible en capacité en jouant sur la longueur, le nombre des barillets ou le nombre de branches par barillet; ceci permet de procéder à des extensions de capacité par des investissements réduits et d'installation rapide; Réduction des surfaces de terrain et de bâtiments; L'adjonction du dispositif de récupération de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau bien moins onéreux qu'avec un séchoir conventionnel (pratiquement intégré dans le principe) .
En termes de maintenance : réduction des coûts de maintenance sur les transferts humide et sec; - réduction des coûts sur le séchoir, puisque le système de motorisation et d'entraînement peut être à 1 ' extérieur de la partie chaude et humide du séchoir; il y a moins de pièces en mouvement; élimination de l'utilisation de l'air comprimé dans ces équipements.
En termes de coût d'exploitation : réduction de 1 ' énergie de séchage par le système de récupération de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau; réduction de la consommation d'énergie électrique (la puissance installée pour la motorisation des entraînements est divisée par 3 à 4) ; réduction de la consommation d'air comprimé (sur les tables de transfert) et la maintenance associée; réduction de coût du séchage par l'utilisation de combustible moins cher, dans le cas du séchage indirect ; - amélioration des taux d'utilisation des équipements .
En termes de sécurité et condition de travail : réduction du bruit en particulier sur les 2 transferts et par la suppression de la cascade à la sortie séchoir. Plus de bruit lié à l'utilisation de l'air comprimé sur les tables de transfert; Sécurité: moins de pièces en mouvement rapide soit de rotation (rouleaux) soit en translation (table monte et baisse) .
Il convient de noter que l'invention s'applique de façon générique aux plaques individuelles ainsi qu'aux trains de plaques. Les termes formage, cisaillement, hydratation, séchage, etc. "de la plaque" visent aussi bien entendu "des plaques du train de plaques".
Il convient aussi de noter que le terme de "plaque de plâtre" utilisé dans l'invention couvre les plaques à base de plâtre, et notamment mais non limitativement les plaques avec un ou plusieurs parements en papier ou carton (dénommées en anglais "wall-board" , "plaster-board" ) , mais aussi en d'autres matières telles que un mat de fibres de verre (les plaques dites "feu"), les plaques fibrées
(dénommées en anglais "fiber-board) , etc.. L'invention s'applique de préférence aux plaques avec parement en carton ("plaster-board") .
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais est susceptible de nombreuses variantes aisément accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de fabrication de plaques de plâtre comprenant les étapes suivantes :
(i) formage de la plaque;
(ii) durcissement de la plaque avec hydratation; (iii) séchage au cours de la rotation de la plaque .
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet tournant dans une enceinte.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant une section de séchage unique.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 , dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant deux sections de séchage distinctes.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, ledit au moins un barillet comprenant trois ou plus sections de séchage distinctes .
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins deux barillets.
V. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins deux barillets, avec des sections de séchage distinctes d'un barillet à l'autre.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel chaque barillet peut comprendre une, deux, trois ou plus sections de séchage distincte (s) .
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un barillet, avec récupération de la chaleur latente de condensation de l'eau.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le séchage est mis en œuvre dans au moins un premier barillet sans récupération et dans au moins un barillet avec récupération.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant en outre une étape :
(iv) refroidissement de la plaque.
12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel le refroidissement est en partie mis en œuvre dans une partie du dernier barillet.
13. Dispositif de fabrication de plaque de plâtre comprenant une zone de durcissement et d'hydratation et un barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d, ledit barillet étant confiné dans une enceinte 15.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel chaque branche est divisée en une pluralité de doigts de peigne.
15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l'enceinte représente une section de séchage unique .
16. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l'enceinte est divisée en deux sections de séchage distinctes .
17. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l'enceinte est divisée en trois ou plus sections de séchage distinctes.
18. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17, dans lequel l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût.
19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17, dans lequel l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût, et percés de trous le long de ceux-ci.
20. Dispositif selon l'une des revendications 13 à
19, comprenant au moins un barillet sans récupération et au moins un barillet récupération de la chaleur latente de condensation de l'eau.
21. Dispositif selon l'une des revendications 13 à
20, dans lequel le barillet présente une zone de refroidissement.
22. Dispositif selon la revendication 20, dans lequel la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone .
23. Dispositif selon la revendication 20, dans lequel la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
24. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 23, pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 12.
25. Barillet comprenant un axe central 13 autour duquel sont disposés une pluralité de branches 14a, 14b, 14c, 14d, chaque branche étant divisée en une pluralité de doigts de peigne, ledit barillet étant confiné dans une enceinte 15.
26. Barillet selon la revendication 25, dans lequel l'enceinte représente une section de séchage unique .
27. Barillet selon la revendication 25, dans lequel l'enceinte est divisée en deux sections de séchage distinctes.
28. Barillet selon la revendication 25, dans lequel l'enceinte est divisée en trois ou plus sections de séchage distinctes.
29. Barillet selon l'une des revendications 25 à 28, dans lequel l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût.
30. Barillet selon l'une des revendications 25 à 28, dans lequel l'axe central est un fût et les doigts sont creux, en relation avec ledit fût, et sont percés de trous le long de ceux-ci.
31. Barillet selon l'une des revendications 25 à 30, présentant une zone de refroidissement .
32. Barillet selon la revendication 31, dans lequel la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé sous l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone .
33. Barillet selon la revendication 31, dans lequel la zone de refroidissement correspond à un quartier du barillet situé au-dessus de l'horizontale médiane, l'enceinte étant éventuellement disposée au niveau cette zone.
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