FR2517590A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF A CERAMIC MATERIAL, IN PARTICULAR A MIXTURE FOR THE MANUFACTURE OF TILES AND INSTALLATION FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION DE PREPARATION DE MATIERE CERAMIQUE SUIVANT LEQUEL, DANS UNE ETAPE INITIALE, ON INTRODUIT UN MELANGE D'EAU ET DE MATIERE SOLIDE DANS UN RAPPORT CONSTANT DANS UN BROYEUR A CYCLE CONTINU 6 JUSQU'A CE QU'ON OBTIENNE DE LA BOUE QUI EST ENSUITE FILTREE POUR SEPARER LA PARTIE SOLIDE DONT LA GRANULOMETRIE EST SUPERIEURE A UNE VALEUR PREREGLEE; CETTE PARTIE SOLIDE AINSI SEPAREE EST RECYCLEE DANS LE BROYEUR 6 TANDIS QU'UN DISPOSITIF DE MESURE 14 CONTROLE LA DENSITE DE LA BOUE ET COMMANDE L'ALIMENTATION EN EAU 15 DU BROYEUR DE FACON A MAINTENIR LA PROPORTION D'EAU ET DE MATIERE SOLIDE; LA BOUE EST ENSUITE TRANSPORTEE DANS UN APPAREIL D'HOMOGENEISATION 12.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS AND A PLANT FOR THE PREPARATION OF CERAMIC MATERIAL FOLLOWING WHICH, IN AN INITIAL STEP, A MIXTURE OF WATER AND SOLID MATERIAL IS INTRODUCED IN A CONSTANT RATIO IN A CONTINUOUS CYCLE MILL 6 UNTIL SLUDGE IS OBTAINED WHICH IS THEN FILTERED TO SEPARATE THE SOLID PART WHOSE SIZE IS GREATER THAN A PRESET VALUE; THIS SOLID PART THUS SEPARATED IS RECYCLED IN THE CRUSHER 6 WHILE A MEASURING DEVICE 14 CONTROLS THE DENSITY OF THE SLUDGE AND CONTROLS THE WATER SUPPLY 15 TO THE CRUSHER SO AS TO MAINTAIN THE PROPORTION OF WATER AND SOLID MATERIAL; THE SLUDGE IS THEN TRANSPORTED TO A HOMOGENEIZATION DEVICE 12.
Description
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La présente in Ten i on concerne un procédé de préparation The present in Ten i on relates to a preparation process
de matière céramique, en particulier un mêlange pour la fabrica- of ceramic material, in particular a mixture for the manufacture-
tion de tuiles, ainsi gu<m, Astalatiou pour la mise en oeuvre de ce rocedé La preparation de rn langes céramiques a consisté par le passé, à introduire une 'i re de base (par exemple de l'argile pré-broyé grossiàrement} 'ec addition d'leau, dans un broyeur o elle est broyée jusqu'a N pourcentage résiduel désiré pour être tion of tiles, thus gu <m, Astalatiou for the implementation of this process The preparation of a ceramic diaper has consisted in the past, of introducing a basic ire (for example of coarsely pre-ground clay) 'ec addition of water, in a grinder where it is ground to N residual percentage desired to be
ensuite déchargée à l ft-k fiuide ou semi-fluide dans des réser- then discharged at the fi-fluid or semi-fluid ft-k in reservoirs
voirs de stockage.storage storage.
Le produit résul t-arnt, sous orme de boue, est ensuite filtré et transporté jusqu'a des cuves d'agitation, a partir desquelles il est extrai t en rue d'un traitement ultérieur jusqulà ce qu'une partie ou la total -ité de l'eau existanue soit enlevée et qu'on obtienne un produit final qui peut se présenter sous la The resulting product, in sludge form, is then filtered and transported to stirring tanks, from which it is extracted in the street for further processing until some or all of it - ity of existing water is removed and a final product is obtained which may be present under the
forme d'une poudre ou d'une parte.in the form of a powder or a part.
En particulier, 1 r:qeion désire obtenir un produit sous forme de poudre, on introduit la boue dans un appareil, appelé un atomiseur ou un sécheur par pul vrisation, o il est atomisé et mis au contact d'un courant d'air chaud agencé pour assurer une In particular, 1 r: qeion wishes to obtain a product in powder form, the mud is introduced into an apparatus, called an atomizer or a spray dryer, where it is atomized and brought into contact with a stream of hot air arranged to provide
séparation de la partie fluide par rapport à la parcie solide. separation of the fluid part from the solid part.
Les procédés ds préparation classiques présentent des inconvénients qui affectent la qualit du irodut final et qui The conventional preparation processes have drawbacks which affect the quality of the final product and which
font intervenir des consomlations d'énergie élevées. involve high energy consumption.
Du point de vue de la qualité, il est à noter que le processus de broyage est p L} rsuii jusqu'à ce qu'on obtienne une teneur résiduelle pri:1 e, qui esk périodiquement contrôlée sur des échantillons de boue, En conséaquence, avant que la teneur résiduelle minimale soit atente on soumet également à un From the point of view of quality, it should be noted that the grinding process is p L} rsuii until a residual content pri: 1 e is obtained, which is periodically checked on sludge samples, Consequently , before the minimum residual content is reached we also submit to a
broyage poussé des partic Ula qui rentrent dans la plage accep- advanced grinding of Ula particles which fall within the acceptable range
table de gianulométrie Cela se traduit par une augmentation proportionnelle du temps e broyage ou bien par un é 1-argissement des plages de granulométrie iandis que le résidu de granulométrie supérieure ne peut pas étre limin r Ln mme t'iemps La presence de ce résidu est perturbatrice du fait qu'elle affecte les étapes suivantes de traitement l En particulier, lorsque ledit résidu contient par exemple certaines atires résultant de l' utilisation de copeaux, tels que des granules de cui vre, il se produit pendant gianulometry table This results in a proportional increase in the grinding time or else in a widening of the granulometry ranges while the residue of higher particle size cannot be eliminated r Ln same time The presence of this residue is disruptive in that it affects the following processing steps l In particular, when said residue contains, for example, certain properties resulting from the use of chips, such as copper granules, it occurs during
l'étape de cuisson une fornstion non-negligeable de taches indé- the cooking stage a non-negligible formation of indefinite stains
sirables et une décclorat Jor.Sirables and a Jor decclorate.
-2- Du point de vue énergétique, il est à noter que ces -2- From an energy point of view, it should be noted that these
procédés connus ne permettent pas d'établir des conditions op- known methods do not make it possible to establish op-
timales pour l'opération de broyage et pour les étapes suivantes timales for the grinding operation and for the following stages
de séparation de la partie fluide par rapport à la partie solide. separating the fluid part from the solid part.
En fait, en tenant compte de ce que de telles opérations de trai- tement nécessitent un apport de chaleur, il est préférable que l'alimentation en eau du broyeur soit réduite et que le débit du broyeur soit diminué à partir du maximum, en vue d'établir ainsi une situation de compromis Dans de telles conditions, In fact, taking into account that such treatment operations require a supply of heat, it is preferable that the water supply to the mill is reduced and that the flow rate of the mill is reduced from the maximum, in order thus to establish a situation of compromise In such conditions,
le triage de matière est moins efficace. material sorting is less efficient.
L'invention a pour but de fournir un nouveau procédé permettant d'atténuer sensiblement les inconvénients précités The object of the invention is to provide a new method making it possible to substantially reduce the aforementioned drawbacks.
des procédés connus.known methods.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que ce procédé comprend les étapes consistant à broyer dans un broyeur à cycle continu un mélange d'eau et d'une matière céramique solide de granulométrie grossière, jusqu'à ce qu'on obtienne une boue ayant des caractéristiques de granulométrie et un rapport partie solide/partie liquide se rapprochant des valeurs désirées, à recycler la boue dans un trieur de manière à séparer de la boue une matière ayant une granulométrie dépassant une valeur limite pré-réglée, à réintroduire la matière séparée dans le broyeur According to the invention, this object is achieved by the fact that this method comprises the stages consisting in grinding in a continuous cycle mill a mixture of water and a solid ceramic material of coarse particle size, until obtains a sludge having granulometry characteristics and a solid part / liquid part ratio approaching the desired values, recycling the sludge in a sorter so as to separate from the sludge a material having a granulometry exceeding a preset limit value, at reintroduce the separated material into the mill
tout en transportant la boue jusq'là un appareil d'homogénéisa- while transporting the mud to a homogenizing apparatus
tion et de stockage, à mesurer ledit rapport dans ladite boue et à commander l'alimentation en eau du broyeur en fonction de tion and storage, to measure said ratio in said sludge and to control the water supply to the mill according to
la valeur mesurée dudit rapport.the measured value of said ratio.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un broyeur à cycle continu pour broyer un mélange d'eau et de matière céramique solide jusqu'à ce qu'on obtienne une boue ayant des caractéristiques de densité et de granulométrie se rapprochant des valeurs désirées, au moins un réservoir à boue pour recevoir la boue provenant du broyeur, une pompe pour pomper ladite boue du récipient jusque dans un trieur agissant de façon à séparer de la boue une matière ayant une granulométrie dépassant une valeur limite pré-réglée, un moyen pour transporter ladite matière séparée jusqu'au broyeur The invention also relates to an apparatus for implementing said method, this apparatus being characterized in that it comprises: a continuous cycle mill for grinding a mixture of water and solid ceramic material until that a slurry having density and particle size characteristics approaching the desired values is obtained, at least one sludge tank for receiving the sludge from the crusher, a pump for pumping said sludge from the container into a sorter acting so as to separating from the mud a material having a particle size exceeding a preset limit value, a means for transporting said separated material to the crusher
et pour transporter la boue jusqu'à un appareil d'homogénéisa- and to transport the mud to a homogenizing machine
tion et de stockage et jusqu'à un dispositif de mesure du rapport entre la partie solide et la partie liquide de la boue, agencé tion and storage and up to a device for measuring the ratio between the solid part and the liquid part of the sludge, arranged
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spur commander:1 ' a lint:atio en eau dud it broyeur en vue de spur commander: 1 'a lint: atio in water dud it grinder for
régler le rapport eau/matière cerami 3 ue. set the water / cerami matter ratio 3 eu.
D'au Ltrest aanl-yges Et caractéristiques de l'invention D'au Ltrest aanl-yges And features of the invention
apparaîtront î 'a leca:ure de la suite de la description, donnée will appear on the screen: from the following description, given
titre d' exemple noun limitatif et sur le dessin annexé dans lequel La figure 2 est nhe rue sohématique d'une installation selon l'invention, title of example noun limitative and on the appended drawing in which FIG. 2 is a sohematic street of an installation according to the invention,
Les figures 2 et 3 repréentent des variantes de l'ap- Figures 2 and 3 show variants of the app.
pareil de la figure 1, etsimilar to Figure 1, and
La figure 4 représen Le une variante du broyeur. Figure 4 shows a variant of the grinder.
En référence à la figure 1, l'installation comprend Referring to Figure 1, the installation includes
deux trémies 1, 2, ageno Vas pour contenir une matière de granulo- two hoppers 1, 2, ageno Vas to contain a material of granulo-
métrie grossière, telle que de l'argile. coarse metrics, such as clay.
A partir des trémies, la matière est récupérée, par exemple au moyen d'extracteurs a vis sans fin 3 et 4, et elle est transportée jusque sur un convoyeur à bande 5 Le convoyeur transporte la matière Jeusqu'à un broyeur continu 6 de concep- tion classique, par exemple du type à gravité à boulets dans lequel un broyage est effectué par impact contre des boulets d'acier contenus dans un carter tubulaire agencé de maniere a tourner autour d'un axe horizontal sous l'action d'un moteur d'entraînement. Dans le broyeur 6, on introduit en addition à ladite matière de l'eau fournie par une unité d'alimentation 7 La ma= tière et l'eau sont entre elles dans un rapport constant Dans ce but, une pesée continue est effectuée sur le convoyeur 5 de manière à faire arriver une quantité constante de matière Le broyage dans le broyeur 6 se traduit par la formation d'une boue ayant des caractêristiques de granulométrie et de densité qui From the hoppers, the material is recovered, for example by means of worm extractors 3 and 4, and it is transported to a belt conveyor 5 The conveyor transports the material to a continuous crusher 6 of design - Conventional tion, for example of the gravity type with balls in which a grinding is carried out by impact against steel balls contained in a tubular casing arranged so as to rotate about a horizontal axis under the action of a motor drive. In the crusher 6, water supplied by a supply unit 7 is added to said material. The material and the water are in a constant relationship with one another. For this purpose, continuous weighing is carried out on the conveyor 5 so as to bring a constant quantity of material The grinding in the crusher 6 results in the formation of a sludge having characteristics of grain size and density which
correspondent largement aux valeurs désirées. largely correspond to the desired values.
La boue est progressivement déchargée dans une cuve 8 à partir de laquelle une pompe 9 refoule la matière jusqu'à un trieur 10, par exemple un filtre, qui sépare la partie grossière The sludge is gradually discharged into a tank 8 from which a pump 9 delivers the material to a sorter 10, for example a filter, which separates the coarse part
de la boue La boue ainsi traitée est transportées par llinter- mud The mud treated in this way is transported by llinter-
médiaire d'un conduit 11, jusqu 3 a un appareil de stockage et d'homogénéisation 12 L, partie suparée est au contraire renvoyée medial of a conduit 11, up to 3 a 12 L storage and homogenization device, the separated part is on the contrary returned
au broyeur 6 par i'inter-éédiaire d'un conduit 13. to the crusher 6 via a conduit 13.
Le long du tuyau de retour de boue, qui s'étend de la cuve 8 jusqu'au filtre 31, i L est prévu un dispositif 14 A device 14 is provided along the mud return pipe, which extends from the tank 8 to the filter 31, i L
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servant à mesurer le rapport entre la partie solide et la partie liquide de la boue Le dispositif 14, qui peut comprendre un densimètre, commande une source additionnelle 14 d'alimentation used to measure the ratio between the solid part and the liquid part of the mud The device 14, which may include a hydrometer, controls an additional source 14 of power
en eau du broyeur.in water from the crusher.
L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. La matière solide transportée sur le convoyeur 5 et l'eau fournie par la source 7 sont introduites dans le broyeur 6 suivant un rapport mutuel qui correspond au débit maximal du broyeur, indépendamment de toute considération en relation avec les étapes ultérieures d'homogénéisation dans l'appareil 12 A The installation described above works as follows. The solid material transported on the conveyor 5 and the water supplied by the source 7 are introduced into the crusher 6 in a mutual relationship which corresponds to the maximum throughput of the crusher, regardless of any consideration in relation to the subsequent stages of homogenization in the 12 A device
la sortie du broyeur, la boue a une densité qui fournit une in- the outlet of the crusher, the mud has a density which provides an in-
dication directe des performances instantanées du broyeur Le direct indication of the instantaneous performance of the Le crusher
renvoi de la boue dans le filtre 10 se traduit par la récupéra- returning the mud to the filter 10 results in the recovery of
tion immédiate de la boue ayant les caractéristiques de granulo- immediate sludge with granular characteristics
métrie nécessaires Les particules grossières et sensiblement sèches qui, après séparation par le filtre 10, sont renvoyées au broyeur, provoquent une modification de la proportion globale de matière par rapport à l'eau, de sorte que la boue sortante metrics required The coarse and substantially dry particles which, after separation by the filter 10, are returned to the crusher, causing a change in the overall proportion of material relative to the water, so that the mud leaving
a une densité supérieure à la valeur à l'entrée. has a density greater than the input value.
Le dispositif 14, lors de la détection de cette diffé- The device 14, upon detection of this difference
rence de densité, commande la source d'eau 15, qui fournit une quantité additionnelle d'eau jusqu'à ce que la proportion désirée density, controls the water source 15, which supplies an additional quantity of water until the desired proportion
se rétablit dans la boue sortante.recovers in the outgoing mud.
Le caractère constant de ce rapport permet au broyeur 6 de fonctionner à tous moments avec un rendement maximal en ce qui concerne la production à la sortie et les propriétés de la boue La sélection effectuée dans le filtre 10 produit seulement un recyclage dans le broyeur de la matière qui s'écarte de la The constant nature of this ratio allows the crusher 6 to operate at all times with maximum output with regard to output production and the properties of the sludge. The selection made in the filter 10 produces only recycling in the crusher of the material that deviates from the
granulométrie imposée En conséquence, il devient possible d'ob- imposed grain size As a result, it becomes possible to
tenir une boue dans laquelle la partie solide, telle que celle hold a mud in which the solid part, such as that
qui sort du broyeur lorsqu'on atteint les caractéristiques dési- which comes out of the mill when the desired characteristics are reached
rées, n'est pas soumise à un autre broyage Cela permet-également d'obtenir un produit final dont la granulométrie varie dans une gamme étroite, ce qui résulte, d'une part, du fait qu'on empêche de la matière qui rentre déjà dans cette gamme de granulométrie d'être soumise à un broyage prolongé et, d'autre part, par l'absence d'un résidu De cette manière, on peut mieux fabriquer rees, is not subjected to another grinding This also allows to obtain a final product whose particle size varies in a narrow range, which results, on the one hand, from the fact that material which prevents already in this size range to be subjected to prolonged grinding and, secondly, by the absence of a residue In this way, we can better manufacture
des articles ayant une structure plus homogène. articles with a more homogeneous structure.
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L'appareil de S ockac -:t d& homogénéisation 12 peut The S ockac apparatus -: t d & homogenisation 12 can
etre de tout type connu a}proori au produit final à obtenir. be of any known type a} proori to the final product to be obtained.
Lorsqu'on désire obben-r ui produit final sous forme d'une pou- When you want to get an end product in the form of a
dre, l'appareil comprend J-e N dispositif 12 a, se composant par exemple d'un ou p slt:-rva 2 à aspiration ou de séparateurs centrifuges, pa e ee:ssnsiblement 1 l pourcentage d'eau contenue dans la hbou a sortie du dispositif 2 a, le boue passe ensuite dans un tcmis zu cl ssique o O l'éliaination de l'eau est presque emageIus ' 'e qu une poudre ayant les propriétés désirées sct cbtenue, Selon une caract 6 ris,:'ue de la présente invention, pour réduire le pourcentage ' -au" on w:,lise des filtres du type à action mécanique qun ne e-zcess tent aucune fourniture ilaportante d'énergie (chaleur) pour leur ontionne t l 5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aum odes de réalisation décrits ci-dessus, qui peuvent faire l'objet de dre, the device includes Je N device 12 a, consisting for example of one or p slt: -rva 2 with suction or centrifugal separators, pa e ee: ssnsibly 1 l percentage of water contained in the hbou out of device 2 a, the sludge then passes through a tcmis zu cl ssique where O the eliaination of water is almost emageIus '' e that a powder having the desired properties sct cbtenue, According to a characteristic 6: the present invention, to reduce the percentage '-au "on w:, read filters of the type with mechanical action that e-zcess try no ilaportante supply of energy (heat) for their ontionne tl 5 Of course, the invention is not limited to the embodiments described above, which can be the subject of
nombreuses variantes Ainsi, le T'ode de réalisation de l'instal- Numerous variants Thus, the method of carrying out the installation
lation, c ui a été représenté su r la figure 2, assure la sépara- lation, which has been represented in FIG. 2, ensures the separation
tion, à partir de la matière de base, du composant ayant les caractéristiques nécessa ire:o s granulométrieo Dans ce but, la matière, au lieu d'âtre introduite directement dans le broyeur 6, est préalablement désacgrégée dans un dlispositif de désagrégation 16 ou un autre broyeur continu opérant par gravité et avec des tion, from the base material, of the component having the necessary characteristics: bone particle size For this purpose, the material, instead of hearth introduced directly into the crusher 6, is previously disaggregated in a disaggregation device 16 or a other continuous mill operating by gravity and with
boulets, avec addition d'eau fournie par la source 7. balls, with addition of water supplied by the source 7.
Un filtre de triage 17 (ou un hydrocyclone) assure la séparation à partir du lancre résultant d'une boue ayant déjà les caractéristiques de jranulométrie désirées, cette boue étant transférée par l'intermédiaire d'un conduit 18 directement dans l'appareil d'homogénéisation et de stockage 12 La partie solide restante est envoyée vers le broyeur 6 L'installation de la figure 2 réduit en outre la plage de granulométrie du A sorting filter 17 (or a hydrocyclone) ensures the separation from the lance resulting from a sludge already having the desired particle size characteristics, this sludge being transferred via a conduit 18 directly into the apparatus for homogenization and storage 12 The remaining solid part is sent to the crusher 6 The installation in FIG. 2 also reduces the particle size range of the
produit final.final product.
La figure 3 reprsente schématiqcuement un autre mode de réalisation qui, par oc_-psraison au premier mode, utilise un seul filtre 19 qui reçoit ià 'a fois la boue provenant de la cuve ( 8) et celle provenant u dispositif de désagrégation 16, ce qui représente une s mplification de construction, bien que Figure 3 shows schematically another embodiment which, by oc_-psraison in the first mode, uses a single filter 19 which receives ià 'both the mud from the tank (8) and that from a disaggregation device 16, this which represents a construction mplification, although
le filtre doive avoir evidemment une capacité plus grande. the filter must obviously have a larger capacity.
Pour permettre une variation du niveau de la boue dans le broyeur 6, il est prévu deux caissons 20, 21 (figure 4) To allow a variation in the level of the mud in the crusher 6, two boxes 20, 21 are provided (FIG. 4)
-6 22517590-6 22 517 590
placés en relation superposée par rapport à l'entrée et à la placed in superimposed relation to the input and to the
sortie du broyeur, avec interposition de joints d'étanchéité. outlet of the mill, with interposition of seals.
L'invention prévoit l'utilisation d'une commande auto- The invention provides for the use of an auto control
matique de niveau dans des conditions optimales de fonctionnement du broyeur Dans ce but, il est prévu une commande spéciale qui assure, en concordance avec le niveau de la boue dans le broyeur, la commande des débits de matière à broyer et d'eau Une telle commande peut comprendre, par exemple, des moteurs à vitesse level of material in optimal conditions of operation of the mill For this purpose, a special control is provided which ensures, in accordance with the level of sludge in the mill, the control of the flow rates of material to be ground and of water. control may include, for example, speed motors
variable pour entratner les extracteurs 3, 4. variable to drive extractors 3, 4.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'in- In accordance with another embodiment of the
vention, les deux unités d'alimentation en eau 7, 15 peuvent être combinées sous forme d'une seule unité commandée par le vention, the two water supply units 7, 15 can be combined in the form of a single unit controlled by the
dispositif 14.device 14.
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