FR2582644A1 - Procede et installation pour le sechage d'ebauches en ceramiques, dont tous les parametres de controle sont enregistres - Google Patents

Abstract

A.PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE SECHAGE D'EBAUCHES EN CERAMIQUE DONT TOUS LES PARAMETRES DE CONTROLE SONT ENREGISTRES. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QU'AU COURS DE LA PREMIERE ETAPE DE SECHAGE, ON FAIT UNE ELEVATION DE TEMPERATURE LENTE, SANS CHANGEMENT D'AIR DANS LA CHAMBRE DE SECHAGE 1, ET EN CE QU'AU COURS DE LA SECONDE ETAPE DE SECHAGE, ON EFFECTUE UN REMPLACEMENT D'AIR COMMANDE AVEC DEBUT D'EVACUATION DE L'HUMIDITE, ET EN CE QUE LA TROISIEME PHASE DE SECHAGE COMMENCE PAR UNE CHAMBRE DE SECHAGE 1 VIDE, OUVERTE DE MANIERE A VERIFIER PAR DES CAPTEURS DE MESURE 5, 8 LES POSSIBILITES DE FONCTIONNEMENT DE LA CHAMBRE DE SECHAGE 1 A L'AIDE D'UN CALCULATEUR DE COMMANDE 2, ON BRANCHE LES MOYENS FONCTIONNELS DE LA CHAMBRE DE SECHAGE 1, UNE INSTALLATION ELECTRONIQUE DE MESURE DE FORCE 5 DETERMINANT AUTOMATIQUEMENT LA CHARGE DANS UNE ZONE REPRESENTATIVE DE LA CHAMBRE DE SECHAGE 1. C.L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR LE SECHAGE D'EBAUCHE EN CERAMIQUE DONT TOUS LES PARAMETRES DE CONTROLE SONT ENREGISTRES.

Description

Procédé et installation pour le séchage d'ébauches en céramique, dont tous

les paramètres de contrôle sont enregistrés." La présente invention concerne un procédé et une installation pour le séchage d'ébauches

en céramique.

L'invention concerne notamment un

procédé de séchage de tuiles dans des chambres.

Selon l'art antérieur, on connait-

des procédés de fabrication de tuiles ou autres produits en matière céramique comprenant essentiellement trois phases à savoir la mise en forme de l'argile, le séchage des produits ainsi mis en forme et la cuisson des produits

séchés tels que des tuiles ou analogues.

La phase de mise en forme de la matière céramique prévoit l'utilisation d'équipements

habituels par exemple des presses et des buses qui travail-

lent selon une technique dite de mesure avec éventuelle-

ment de la vapeur ou selon la technique de séchage dans laquelle on utilise l'humidité de la matière elle-même pour la mise en forme de la matière céramique et une

pression de moulage correspondante.

Pour les deux types de produits en matière céramique ainsi mis en forme, il faut respecter une durée de séchage appropriée afin que la plus grande partie de l'eau de malaxage et de l'eau hygroscopique contenues dans les produits en matière céramique soit évacuée. Cette phase opératoire est à la fois nécessaire pour donner une certaine compacité et une certaine dureté aux tuiles ou produits analogues non encore cuits et que

l'on met dans les fours afin qu'il n'y ait pas de déforma-

tions ainsi que pour éviter les fissures, les craquelures et les ruptures qu'entrafnerait une évacuation rapide de

l'eau des produits en matière céramique humide, si ceux-

ci étaient introduits dans les fours directement après

leur moulage.

Lors du séchage de tuiles ou analo-

gues, on peut avoir un séchage naturel ou un séchage arti-

ficiel. Le séchage naturel utilise simplement l'action de l'air ambiant sur les tuiles ou produits analogues

mis en forme; on évite ce séchage naturel, car actuelle-

ment les frais de stockage et de manutention des matériaux

sont trop importants et la fabrication des produits termi-

nés dépendrait des intempéries.

Le séchage artificiel se fait dans

des séchoirs statiques que l'on alimente de manière dis-

continue ou encore plus fréquemment dans des séchoirs à

tunnel qui travaillent en continu. Pour arriver au sécha-

-ge approprié des tuiles ou analogues, on utilise comme moyen de séchage une veine d'air chaud qui se déplace en

général à contre-courant par rapport aux tuiles ou analo-

gues. Le procédé de séchage connu présente des inconvé-

nients sur le plan de la technique de la céramique et sur le plan économique, inconvénients auxquels il n'a

pas été possible de remédier jusqu'à ce jour.

En effet pour arriver aux conditions d'échange de chaleur souhaitées et pour évacuer la couche de vapeur qui entoure les tuiles ou analogues, il faut une quantité d'air importante à l'intérieur du séchoir

et/ou une vitesse importante de la veine d'air chaud.

De ce fait, il est nécessaire pour

la mise en oeuvre des moyens d'aération situés à l'exté-

rieur ou à l'intérieur du séchoir, de fournir une énergie

importante pour assurer un débit d'air chaud suffisant.

De plus, la différence de température entre l'air chaud

de séchage et les tuiles à sécher ou analogues est tou-

jours trop faible pour les raisons suivantes: - la température des tuiles ou produits analogues à sécher est relativement faible lors de leur introduction dans le séchoir, - l'échange de chaleur qui se produit entre l'air chaud et les tuiles ou produits analogues à sécher se fait à contrecourant, - à la fin du séchage, les tuiles ou analogues ne peuvent supporter qu'un apport calorifique de surface, minimum, car les produits se trouvent dans une phase au cours de laquelle il y a diffusion de l'eau sous forme de vapeur à l'intérieur de la matière poreuse et le volume de la vapeur est d'environ 103 fois plus grand que le volume de l'eau à l'état liquide. Si dans ces conditions, la quantité de chaleur fournie à la surface supérieure des tuiles ou produits analogues dépasse une valeur maximale fixée préalablement, cela provoque l'éclatement des

tuiles ou produits analogues.

Le séchage se compose ainsi princi-

palement d'un échange de chaleur qui se fait par convec-

tion forcée, échange dont la valeur maximale dépend de la valeur de la veine d'air chaud et de la vitesse de cet air. Un autre inconvénient technique est

que, à la température qui règne au moment de l'introduc-

tion dans le séchoir et qui est de l'ordre de 25 à 40 C, l'eau est contenue à l'état d'humidité dans les tuiles ou produits analogues non encore cuits et présente une viscosité importante; la force de liaison entre l'eau et les tuiles ou analogues est très élevée. De ce fait, les tuiles ou produits céramiques analogues subissent un séchage de surface avec un retrait de surface relatif

alors que leur coeur reste humide.

L'importance de la différence de

retrait entre la partie extérieure et la partie intérieu-

re de chaque tuile ou analogue se traduit par des con- traintes trop importantes dans les tuiles qui peuvent provoquer une déformation permanente, des microfissures ou même la rupture des tuiles ou produits analogues. En outre, le risque de microfissures est augmenté par la phase dite d'osmose thermique qui consiste principalement en une migration de l'eau de la zone chaude à la surface superficielle de chaque tuile ou produit analogue en cours de séchage jusque dans les zones intérieures et

froides de la tuile ou produit analogue.

Les moyens en temps et en énergie,

élevés, liés au séchage d'une ébauche de tuile ont en-

trainé de nombreux essais qui devaient aboutir à réduire le temps et abaisser l'énergie nécessaires; en effet toute accélération de la phase de séchage permet une fabrication plus économique des tuiles et se traduit

ainsi par des avantages considérables de coût.

On a également chercher à acceélérer l'opération de séchage par chauffage des ébauches. Ces tentatives n'ont jamais abouti à un résultat satisfaisant et sont en outre coûteuses, car il faut des installations de chauffage supplémentaires et de plus il faut un temps de travail et une énergie de chauffage supplémentaires pour l'opération d'élévation de température. Pour réduire le séchage, il est également connu d'ajouter du carbonate de calcium broyé, de l'oxyde de calcium, du ciment ou des

scories broyées.

Le document DE- 052009909 décrit un procédé pour réduire le temps de séchage d'ébauches de tuiles en terre et notamment en argile qui consiste à faire agir sur les propriétés physiques de l'enveloppe d'eau de l'eau ainsi accumulée, une modification de l'adhésion

ou de la viscosité de cette eau.

Cela se fait en ce qu'avant de for-

mer les ébauches, on mélange entre 0,5 à 10 % en poids par rapport à la masse d'argile, une huile minérale ou un produit de distillation d'une huile minérale ou un résidu de distillation ou encore entre 0,1 et 5 % en poids par rapport à la masse d'argile, un di-, tri- ou polysaccharide. Le document DE-052405087 décrit une autre solution avec un procédé pour fournir de l'air et ses valeurs d'état dans des séchoirs alimentés de manière

discontinue pour des produits céramiques.

Le procédé se propose de ne consommer que très peu d'énergie dans le fonctionnement d'un séchoir en tunnel ou en canal; pour cela, on ajoute à la veine

d'air de séchage des veines d'air de circulation perpen-

diculaires à la direction de transport et en ce qu'à la fin de la période de chargement, on modifie l'état de l'air évacué de façon que pour une humidité relativement

élevée sensiblement constante, l'humidité absolue aug-

mente du côté de l'entrée avec l'augmentation de la tempé-

rature des ébauches.

Cette solution est limitée à un

séchoir composé de plusieurs canaux de séchage en série.

Ce procédé ne peut s'appliquer à des chambres de séchage.

Le procédé et l'installation pour le séchage de semi-produits en céramique décrits au document DE- 052547400 ont pour but d'assurer un séchage avantageux de semi-produits en céramique avec une consommation de

chaleur aussi faible que possible.

Cela est réalisé en ce qu'on empile les produits semi-finis en céramique notamment des tuiles sous la forme de piles que l'-on balaie avec de l'air de séchage préchauffé et on place respectivement sur chaque

pile un nouveau produit semi-fini après avoir enlevé du-

dessous de la pile le produit semi-fini séché. Le dispo-

sitif se compose d'une chambre de séchage dans laquelle les produits semifinis sont balayés par de l'air de séchage, les caractéristiques étant que dans la chambre de séchage, entre les conduites horizontales pour l'air de séchage et les écarts horizontaux, on a des puits verticaux pour les colonnes de produits semi-finis à

sécher et en ce que l'installation de séchage et la cham-

bre de séchage comportent en partie haute des ouvertures pour alimenter les puits et en partie basse pour extraire

les produits séchés.

Par le séchage de série de semi-

produits empilés les uns sur les autres en forme de piles, on arrive à une utilisation particulièrement efficace de l'énergie de séchage sans moyen de transport. En effet, l'air sec qui monte le long des colonnes est adapté par son degré d'humidité à la teneur en humidité des produits semi-finis à sécher c'est-à-dire des tuiles, de sorte que

l'air de séchage parfaitement sec dans la partie inférieu-

re prend toujours plus d'humidité en remontant.

Un procédé de fabrication de produits en céramique qui est décrit dans le document DE-052905748

a pour but un procédé de fabrication de matières cérami-

ques, de tuiles ou autres produits, de sorte qu'en phase

de séchage, nécessaire, on remédie à tous les inconvé-

nients du procédé connu de façon à permettre néanmoins des temps de séchage pour les produits céramiques qui soient plus courts que les temps de séchage des procédés

connus.

La solution de ce problème réside dans le fait que les produits en matière céramique sont chauffés à une température allant jusqu'à 1000C lors du

chargement des séchoirs ou directement après le charge-

ment et en ce qu'au cours de cette élévation de tempéra-

ture, la teneur en humidité des produits en matière céramique reste essentiellement identique à la teneur en humidité des produits en céramique au début de la phase

d'élévation de température.

Il est avantageux que les produits en matière céramique soient chauffés à une température comprise entre 400C et 100 C (température de rosée) et cela dans un environnement dans lequel l'eau présente

une pression partielle élevée. En particulier, les pro-

duits en matière céramique peuvent être chauffés à une température de rosée comprise entre 40 C et 100 C à l'aide d'une veine d'air chaud qui a une température

comprise entre 120 C et 400 C et dont la teneur en humi-

dité est comprise entre 48 et 850 g/kg d'air sec. L'élé-

vation de température des produits en matière céramique

qui se fait dans un environnement dans lequel l'eau pré-

sente une pression partielle élevée se traduit du fait du principe connu de la paroi froide à la condensation de la vapeur d'eau à la surface de chaque produit en

céramique avec fourniture consécutive de chaleur de con-

densation. Le produit en céramique est ainsi chauffé sur toute sa surface et à coeur de manière régulière et cela avant que ne se produise l'évaporation de l'eau à la surface. Cela se fait car pendant la première phase du procédé, le flux de chaleur qui pénètre à l'intérieur du produit en céramique est plus grand que le flux de chaleur

sortant, de sorte qu'il se produit une élévation de tempé-

rature du produit en matière céramique lui-même. Ce fait repose sur la pression partielle élevée de l'eau et ainsi sur le coefficient d'échange de chaleur élevée du volume

dans lequel se fait l'élévation de température, ce coef-

ficient étant supérieur de 10 à 100 fois celui qui existe

dans les séchoirs à air chaud habituels.

Le contrôle de la pression partielle de l'eau ainsi que le contrôle de la température au cours

du séchage des produits en céramique constituent des con-

ditions fondamentales pour réaliser un tel séchage. Il faut que pour chaque pièce en matière céramique,- le flux de chaleur entrant et l'eau ou la vapeur d'eau sortant soient compensés; cela se fait à la fois en fonction des différentes phases de séchage ainsi qu'en fonction des caractéristiques du produit en céramique comme par exemple

la porosité, la forme, l'épaisseur, la résistance mécani-

que etc. On fait de tels contrôles non seulement en agis-

sant sur les quantités d'air et les quantités de combusti-

ble consommées dans ou à l'extérieur du séchoir et/ou

avec remise en circulation de la fumée consommée corres-

pondant au séchoir lui-même mais en particulier égale-

ment en injectant de la vapeur et/ou de l'eau pulvérisée

dans le séchoir afin d'obtenir les conditions de tempéra-

ture et d'humidité souhaitées et mentionnées pour l'air de séchage. Ce procédé qui est sans contestation de bonne qualité et utilisable porte sur la réduction du temps de séchage, de sorte que l'énergie électrique et de chauffage

nécessaire au séchage diminue en fonction du temps.

Le procédé et le dispositif corres-

pondants, décrits au document DE-052934420 pour réaliser des tuiles concernent plus la partie fonctionnelle de la fabrication des tuiles. Le but est de créer un procédé et un dispositif pour la réalisation de tuiles, dont les

caractéristiques fonctionnelles et constructives permet-

tent de remédier aux inconvénients de la technique connue.

Pour résoudre ce problème, il est prévu un procédé de fabrication de tuiles selon lequel la phase de séchage

et la phase de combustion se font dans une seule ins-

tallation qui reçoit les ébauches nouvelles de préférence en une seule couche et ce procédé présente en outre les étapes suivantes:

- préchauffage des ébauches nouvelles dans la zone d'en-

trée de l'installation jusqu'à une température comprise entre 45 C jusqu'à 100 C, le préchauffage se faisant à l'aide d'une veine de gaz chaud qui présente une teneur en humidité déterminée au préalable et qui est déplacée dans le même courant que les ébauches; - séchage des ébauches préchauffées à l'aide d'un autre courant de gaz chaud déplacé en courant continu dans le même sens que les produits, ce courant de gaz chaud

étant formé par les gaz de sortie de la phase de pré-

chauffage avant l'entrée dans le four; - remise en circulation des gaz de sortie, une partie de ces gaz étant renvoyée à l'entrée de l'installation pour y former la veine de gaz chaud pour le préchauffage des nouvelles ébauches, une autre partie des gaz de sortie étant remise en circulation pour la phase de refroidissement des tuiles dont la cuisson est terminée

pour y être enrichie d'une quantité d'air froid prédé-

terminée et finalement une autre partie des gaz de sor-

tie ci-dessus est évacuée par la cheminée. -

Malheureusement ce procédé ne peut se mettre en oeuvre qu'avec des fourstunnels mais non

pour des séchoirs à chambre. Il faut considérer en parti-

culier un procédé de fabrication de produits en céramique décrit au document DE-A- 2832896. Ce procédé résout le problème du séchage de produits en céramique de formes

différentes et de matières différentes, de manière régu-

lière, efficace et tout en protégeant les produits.

La solution concerne: un procédé de fabrication de produits en céramique par la mise en forme à partir d'une masse maléable suivie du séchage

par fourniture de chaleur interne initiale, puis fourni-

ture de chaleur externe et enfin cuisson pour le frittage tout en déplaçant en continu les produits mis en forme, caractérisé en ce que la fourniture de chaleur à partir de l'intérieur est terminée lorsqu'on atteint l'humidité hygroscopique maximale; la fourniture de chaleur de l'extérieur commençant à la fin du retrait du produit

jusqu'à atteindre l'équilibre de l'humidité et l'inten-

sité de la fourniture de chaleur est réglée pour arriver à une vitesse d'émission d'humidité au maximum égale à 0,5 %/minute.

Selon l'enseignement décrit ci-

dessus, l'opération de séchage peut se subdiviser en trois étapes; au cours de la première étape, il n'y a que fourniture de chaleur de l'intérieur; puis, il y a fourniture simultanée de chaleur de l'intérieur et de l'extérieur; enfin, il y a fourniture de chaleur de l'extérieur. Les instants fixés auxquels on passe d'une

étape à l'autre pour toutes les formes de produits assu-

rent un rendement maximum et ainsi un séchage sans risque.

Au cours de ce procédé, du fait de l'apport de chaleur initial d'origine interne, on arrive à une élévation de température du produit dans tout le volume, les couches extérieures du produit ayant une température plus faible que les couches intérieures à cause de l'évaporation de l'humidité. De plus, le'gradient de température et le gradient d'humidité sont dirigés dans le même sens, ce

qui donne une émission rapide d'humidité.

L'intensité de l'élévation de tempé-

rature diminue à mesure que l'humidité interne diminue par l'apport de chaleur de l'intérieur et ainsi également

le gradient de température de l'intérieur vers l'extérieur.

Lorsqu'on atteint l'humidité pour laquelle le retrait des produits est terminé et que l'on peut ainsi commencer par

l'apport de chaleur de l'extérieur, le gradient de tempé-

rature s'inverse et la fourniture d'humidité continue de s'accélérer. Lorsque l'humidité est encore plus abaissée et atteint la valeur de l'humidité hygroscopique maximale, l'apport de chaleur de l'intérieur n'agit plus et pour maintenir un rendement avantageux, il faut fournir de la

chaleur à partir de l'extérieur.

Lorsque les produits atteignent

l'équilibre d'humidité, il n'est plus avantageux de pour-

suivre le séchage. L'apport de chaleur intense vers les produits accélère d'une part le séchage mais d'autre part lorsqu'on dépasse une vitesse maximale de fourniture d'humidité, cela présente le risque de destruction du

produit à cause des contraintes internes.

La vitesse de l'émission d'humidité au cours de l'opération de séchage peut certes être variable mais ne doit pas dépasser 0,5 %/minute. L'apport de chaleur de l'intérieur a été réalisé en faisant passer du courant électrique à travers les ébauches. Selon un autre exemple, l'apport de chaleur de l'intérieur a été

réalisé par des courants électriques haute fréquence.

Toutes ces informations à caractère technique qui sont incontestablement bonnes sur le plan de la physique ont en commun de ne décrire que l'état final ou l'état intermédiaire mais de ne pas indiquer comment ou avec quel moyen on mesure ou on détermine les

valeurs limites respectives. En général, les mesures pyro-

métriques ou psychrométriques ne permettent de déterminer

que des grandeurs dans l'espace par l'intermédiaire des-

quelles en mesurant le temps et en utilisant des grandeurs empiriques, on détermine l'état probable du produit à sécher. Un générateur de temps de consigne combiné à des grandeurs de température et d'humidité peut en général

assurer la coupure à l'aide d'un moyen de régulation.

Malheureusement une telle solution ne tient pas compte des paramètres de départ souvent variables tels que par exemple la masse des ébauches, leur humidité et le temps et/ou l'énergie totalement

différents, nécessaires à la compensation dans la chambre.

La conséquence en est que pour arri-

ver à l'humidité résiduelle prescrite dans les tuiles séchées ou produits analogues, il faut travailler suivant les temps de séchage les plus grands avecune consommation

d'énergie correspondante. Cela diminue le caractère éco-

nomique de la fabrication.

But de l'invention: La présente invention a pour but de créer un séchage très économique d'ébauches en céramique

avec une automatisation adaptable aux conditions de fonc-

tionnement pratiques et permettant d'exclure dans une très large mesure les facteurs subjetifs et de permettre

d'avoir une trace sur documentsdans l'ensemble du dérou-

lement du procédé de séchage.

Caractéristiques principales de l'invention: L'invention se propose de créer un procédé, des moyens et des combinaisons de conditions permettant de sécher des ébauches en matière céramique

selon un critère valable pour tous les paramètres exis-

tants entre le début et la fin et de mettre en oeuvre un régime de séchage dans une chambre, automatique à programme libre, en laissant une trace du déroulement du

produit dans les documents.

La solution de ce problème qui uti-

lise la technique de séchage en plusieurs étapes consiste à réchauffer lentement les ébauches en céramique au cours

de la première phase de séchage pour arriver à une tempé-

rature l41 sans changement d'air dans la chambre de séchage et en ce qu'au cours de la seconde phase de séchage, on

poursuit l'élévation de température des produits en céra-

mique et on commence à évacuer l'humidité par un change-

ment contr&lé de l'air, la grandeur déterminante étant le gradient de la diminution d'humidité, et en ce qu'au cours de la troisième phase de séchage, on extrait d'humidité résiduelle des produits céramiques de manière relativement rapide et on termine l'opération de séchage dans des conditions énergétiques avantageuses, et en ce que la première étape de séchage commence par une chambre

de séchage vide et ouverte, en ce qu' à l'aide d'un cal-

culateur de procédé, on contrôle le fonctionnement des moyens de mesure de la chambre de séchage, on détermine l'état initial et on en établit un procès-verbal, puis on introduit les ébauches en céramique dans la chambre de séchage et on met en oeuvre leur élévation de température lente pour arriver à une température l sans changement d'air en mettant en oeuvre les moyens fonctionnels de la

chambre de séchage, une installation de mesure électroni-

que de force déterminant automatiquement la charge des ébauches en céramique d'une partie représentative dans la chambre de séchage et partant des valeurs mesurées, on calcule la masse initiale des ébauches en matière céramique et en parallèle à cela on détermine l'instant de départ et on établit un procès-verbal des valeurs

obtenues, et en ce qu'on met en oeuvre de manière cycli-

que selon un programme de commande les moteurs pour l'alimentation en air de la chambre de séchage jusqu'à

ce qu'il se produise une coupure automatique de la cham-

bre de séchage, un échangeur de chaleur associé à la cham-

bre de séchage pour le chauffage de l'air circulant rece-

vant une puissance programmée P1 (0 %... 100 %) suivant un temps programmé t1 (0 h... 7 h) par une vanne de réglage V1 correspondante et à la fin de ce temps, on règle une puissance programmée P2 (0 %... 100 %) pour l'échangeur de chaleur, cette opération étant mise en oeuvre jusqu'à ce que la température moyenne de l'air

ambiant de la chambre de séchage ait atteint une tempé-

rature programmée &1 (0 ... 100 C) et en ce que l'on atteint cette température, on détermine le temps du procédé écoulé, on en établit un procès-verbal et on

passe sur le régime de commande correspondant à la secon-

de étape de séchage en réglant la vanne de réglage V1 sur une valeur programmable P3 (0 %... 100 %) en ouvrant l'installation de changement d'air par une installation de réglage V1 suivant des étapes programmables S1 (0 %

%) et des intervalles de temps t2 (0 - 100 minu-

tes) jusqu'à ce que l'on atteigne le gradient programmé de diminution d 'humidité G1 (0... 5) % d'humidité/h et en ce qu'à partir de cet instant dont le temps du

procédé est mis dans le procès-verbal, on déplace l'ins-

tallation de réglage V2 par de petits pas avec pour objectif de maintenir la valeur réglée pour G1 et en ce

qu'on termine la seconde phase de séchage lorsque l'humi-

dité résiduelle calculée F(t) atteint une grandeur pro-

grammable F1 (0... 15 %), l'air humide sortant dans la

chambre de séchage étant évacué par une conduite d'évacua-

tion passant par-dessus le toit alors que l'air fourni à la chambre de séchage est pris dans un conduit dans lequel pénètre l'air évacué provenant d'autres chambres de séchage et qui à ce moment se trouve dans la troisième

étape de séchage pour être remplacé par de l'air chaud rela-

tivement sec et en ce que lorsqu'on atteint la valeur F1, on met la durée du procédé dans le procès-verbal et on commence le passage à la troisième étape de séchage en réglant la vanne V1 sur une valeur programmable P4

(0... 100 %) et l'installation de réglage pour le chan-

gement d'air V2 sur une position fixe L2 (0... 100 %) et on poursuit le procédé de séchage avec ces paramètres jusqu'à ce que l'humidité résiduelle calculable des ébauches en céramique ait atteint la valeur programmable F2 (0... 15 %), puis on commande la vanne V1 sur 0 % et on poursuit le séchage jusqu'à atteindre une humidité résiduelle F3 (0 %... 15 %), ce qui termine le cycle de séchage, la durée du procédé, l'humidité résiduelle F3, la durée, l'heure, la température et le numéro de la chambre de séchage étant enregistrés dans le procès-verbal

et y étant imprimés.

Pour la mise en oeuvre du procédé

il existe une autre solution au problème dans une ins-

tallation caractérisée en ce que pour mesurer la tempéra-

ture dans la chambre de séchage, on a deux capteurs de mesure situés à des hauteurs différentes dans la chambre de séchage et en ce que pour déterminer l'humidité dans les ébauches en céramiques, on a dans une pile d'une étagère de la chambre de séchage une installation de mesure électronique de force sous la forme d'une boite manométrique, électronique ou analogue et en ce que pour déterminer les données, on a prévu un calculateur de

procédé électronique et un générateur de temps travail-

lant à la précision du quartz et qui sont reliés aux

installations de prise de mesure et aux organes de com-

mande et en ce que pour commander l'air et la circulation d'air ainsi que les vannes, l'installation comporte des

moteurs et des moteurs de réglage équipés de potentiomè-

tres de réaction reliés au calculateur de commande et en ce que le calculateur de commande, électronique comporte une unité centrale detraitement, une mémoire morte pour les programmes de commande et deréglage, une mémoire vive pour les données de commande, un moyen de branchement d'un clavier, un clavier d'entrée, un moyen de branchement pour un écran d'affichage ainsi qu'un écran d'affichage ou (un affichage par segments), un moyen de branchement pour une imprimante ainsi qu'une imprimante et un moyen de branchement pour des organes de réglage tels que des

vannes, des relais, et des moteurs, un moyen de branche-

ment pour des capteurs de grandeurs de mesure, un capteur de température à semi-conducteur, des boites manométriques

et/ou des capteurs de mesure.

La présente invention sera décrite

de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réali-

sation représenté dans le dessin.

L'unique figure du dessin est un schéma-bloc de l'installation de commande et de la chambre

de séchage.

Selon la figure, le schéma-bloc montre la structure du calculateur 2 et de la chambre

de séchage 1 équipée des moyens de mesure et de réglage.

* Tous les procédés de séchage connus jusqu'à ce jour pour les ébauches en matière céramique sont en général commandés par des facteurs subjectifs différents et autres valeurs empiriques. Mais à partir de telles grandeurs empiriques, on ne peut pas fournir des grandeurs nécessaires, mesurables pour automatiser

le procédé de séchage. Une technique de séchage automa-

tique ne peut se mettre en oeuvre que si elle dispose de paramètres d'objectif non équivoques et de paramètres de guidage également non équivoques pour atteindre cet

objectif et enfin de critères créés ou mesurables, con-

crêts, valables pour l'ensemble du procédé de séchage.

Pour la technique de séchage selon

l'invention de pièces en céramique, le critère de com-

mande mesurable est la quantité d'humidité contenue dans

les pièces en céramique. Son amplitude mesurée se déter-

mine à partir du poids des ébauches en céramique entre

l'entrée dans la chambre de séchage 1 au cours de l'opé-

ration de séchage jusqu'à la fin de cette opération, cette amplitude se terminant à partir du poids ou de la

différence de poids entre l'entrée et la sortie. Le pour-

centage-en humidité des pièces en céramique provenant de l'opération de malaxage et de moulage est connu; il est introduit dans le procédé de commande comme grandeur fixe. La technique de séchage des pièces en céramique se fait en trois étapes ou trois phases. La différence entre les techniques de séchage connues à plusieurs étapes réside dans le fait que la technique de

séchage selon l'invention est commandée par un calcula-

teur c'est-à-dire qu'elle est mise en oeuvre automatique-

ment.

La première étape de séchage a pour but de déterminer les grandeurs initiales servant

à la commande automatique. Pour cela avant le remplis-

sage de la chambre de séchage 1, c'est-à-dire lorsque la chambre de séchage 1 est ouverte et vide, on vérifie que tous les moyens de mesure de la chambre de séchage 1 fonctionnent et on détermine l'état initial dont on établit un procès-verbal par l'intermédiaire du calculateur de commande 2; cela signifie que ces grandeurs sont fournies

à une mémoire vive 3 associée au calculateur de commande.

Puis, on introduit la quantité d'ébauches en céramique prévue pour le séchage dans la chambre de séchage I; on met en route la chambre de séchage I avec pour objectif de chauffer la quantité d'ébauches en céramique introduite dans la chambre à une température e1 sans changer d'air c'est-à-dire avec l'air chaud existant qui est mis en mouvement par les moteurs de l'installation de mise en circulation 4 à l'aide de machines soufflantes appropriées, pour circuler en permanence dans la chambre de séchage de façon à chauffer les ébauches en céramique. En même temps que l'on branche les moteurs de l'installation de mise en circulation d'air 4, à l'aide d'un dispositif de mesure de force électronique 5 qui est avantageusement constitué par des boites manométriques, on détermine automatiquement la charge dans une zone représentative de la chambre de séchage 1. Partant de la valeur moyenne de la mesure, le calculateur de commande 2 calcule la masse initiale, le temps de départ correspondant ainsi que toutes les grandeurs par introduction dans la mémoire vive 3 pour établir le procès-verbal. Les moteurs de l'installation de mise en circulation 4 de l'air dans la

chambre de séchage 1 sont mis en oeuvre de manière cycli-

que selon un programme de commande contenu dans la mémoire morte 6. Cette opération se poursuit jusqu'à mise au repos automatique de la chambre de séchage 1. Un échangeur de chaleur non représenté, associé à la chambre de séchage 1 est mis en oeuvre pour un temps programmable librement t! qui est compris entre zéro heure et sept

heures, avec une puissance programmable P1 comprise en-

tre zéro % et cent % par la vanne de réglage V1 corres- pondante. A la fin de ce temps, on règle pour l'échangeur de chaleur une puissance programmable P2 comprise entre zéro % et cent %. Cette opération est mise en oeuvre Jusqu'à ce que la température moyenne de l'air ambiant de la chambre de séchage I ait atteint une valeur programmable e1 de la température, valeur qui est comprise entre 0 et 1000C. Lorsqu'on atteint cette température, on détermine le temps de procédé écoulé qui est introduit dans la mémoire vive 3 et un procès-verbal est établi; le régime de commande passe alors sur la seconde étape

de séchage.

Le but de la seconde étape de séchage est de poursuivre l'révélation de température des

ébauches en céramique et de commencer à éliminer l'humi-

dité par un changement commandé de l'air dans la chambre

de séchage 1. La grandeur-guide est le gradient de l'ex-

traction d'humidité.

Au passage à la seconde étape de séchage, on met la vanne de réglage V 1 sur une valeur programmable P 2 comprise entre zéro % et cent %; on fait passer l'installation de changement d'air (par l'intermédiaire de l'installation de réglage V 2) sur

les étapes programmables S 1 qui peuvent se déplacer en-

tre zéro % et cent % et les intervalles de temps t2 qui peuvent se déplacer entre zéro minute et cent minutes en poursuivant l'ouverture Jusqu'à ce que l'ait atteint le gradient programmable de la diminution d'humidité G 1 qui peut être compris dans une zone entre zéro et cinq % d'humidité par heure. A partir de cet instant dont la durée de procédé est enregistrée par introduction dans la mémoire vive 3, on règle l'installation de réglage V 2 par de petits pas avec pour objectif de maintenir la

valeur réglée pour G 1.

La seconde phase de séchage se ter- mine, de sorte que l'humidité résiduelle F(t) calculée

par le calculateur de commande 2 atteint une valeur pro-

grammable F 1 qui est comprise entre zéro et quinze %.

L'air humide sortant de la chambre

de séchage 1 passe dans un conduit d'évacuation par-

dessus le toit. L'air fourni à la chambre de séchage 1 est pris dans un conduit (non représenté) dans lequel arrive l'air évacué de la chambre de séchage 1 et qui à ce moment se trouve dans la troisième étape de séchage et fournit ainsi de l'air chaud relativement sec. La

chambre de séchage 1 de la figure représente symbolique-

ment un grand nombre de chambres de séchage. Le temps de procédé lorsqu'on atteint la valeur F 1 est enregistré dans la mémoire vive 3. Le but de cette troisième étape de séchage est d'extraire l'humidité résiduelle qui subsiste encore dans les ébauches de céramique, de manière relativement rapide et de terminer l'opération de séchage dans des conditions avantageuses sur le plan énergétique. Au passage dans cette troisième étape de séchage, on met la vanne V I sur une valeur

programmable P 3 comprise entre zéro et cent % et l'ins-

tallation de réglage pour le changement d'air V 2 est mise sur la position L 2 qui est comprise entre zéro et

cent %.

L'opération de séchage se poursuit avec ces paramètres jusqu'à ce que l'humidité résiduelle calculable des ébauches en céramique ait atteint la valeur programmable F 2 contenue dans la mémoire morte 6,

valeur qui peut être comprise entre zéro % et quinze %.

Puis, on commande la vanne V1 sur la position zéro % et poursuit l'opération de séchage jusqu'à ce que l'on ait atteint l'humidité résiduelle F 3 qui est comprise entre

zéro % et quinze- %.

Le cycle de séchage est alors ter- miné; le temps de séchage, l'humidité résiduelle F 3, la date, l'heure, la température et le numéro de la chambre de séchage sont enregistrés dans la mémoire vive 3, puis l'ensemble du déroulement du procédé de séchage

est imprimé par l'imprimante 7 ou analogue.

L'installation pour la mise en oeu-

vre du procédé se compose de deux capteurs de mesure 8 qui sont placés à des hauteurs différentes à l'intérieur de l1 chambre de séchage 1. Comme capteurs de mesure, on utilise des thermomètres à résistance PT 100 ou des diodes au silicium dont on exploite UF (9) ou encore un capteur de température à semi-conducteur B 511. Pour déterminer l'humidité dans les ébauches en céramique placées dans la chambre de séchage 1, on utilise un dispositif de mesure de force (dynamomètre) 5 constitué par des boites manométriques, électroniques, placées

dans une pile d'une étagère de la chambre de séchage.

Avant de charger la chambre de séchage 1 avec les ébauches en céramique, on détermine la charge d'appui statique Mst de la pile et après l'avoir garnie de pièces en céramique, on mesure la masse brute Mm comme grandeur électrique. Au cours de l'opération de

séchage, on saisit en permanence la masse initiale dimi-

nuée de la masse d'humidité évacuée. Comme on connait

l'humidité initiale fA, le calculateur de commande 2 cal-

cule la teneur instantanée fp d'humidité. Pour régler l'air et la circulation d'air, on a prévu des vannes 9 et 10 ainsi qu'une installation de mise en circulation d'air 4, représentées schématiquement. Des potentiomètres de réaction (non représentés) sont prévus sur les moteurs

de réglage et sont reliés au calculateur de commande 2.

Le calculateur de commande électro-

nique 2 comprend une unité centrale de traitement 11, une mémoire morte 6 contenant les programmes, reliée par un moyen d'adaptation 13 (périphérique) à un clavier

12 pour l'introduction dans l'unité centrale de traite-

ment 11. Une mémoire vive 3 qui contient les grandeurs intermédiaires de l'unité de traitement centrale 11 et les données de commande ainsi que les procès-verbaux, fournit à la fin du procédé de séchage par l'intermédiaire d'un moyen d'adaptation 14 servant au branchement d'un télescripteur ou d'une imprimante 7, pour l'impression

par cette imprimante 7 des grandeurs ainsi enregistrées.

Il est également prévu un moyen

d'adaptation 15 pour brancher un écran de contrôle 16.

Le calculateur 2 comporte également

un moyen d'adaptation ou de branchement 17 pour les orga-

nes de réglage tels que les vannes 9 et 10 et l'installa-

tion de mise en circulation de l'air 4 et un moyen d'adaptation 18 pour le capteur de grandeurs de mesure tel que par exemple les installations dynamométriques , les capteurs de mesure 8 ou analogues. La commande de fonctionnement par le calculateur de procédé 2 est programmée et est prévue

de façon que chaque commande d'un moteur de réglage en-

traine un signal de réaction qui a un niveau différent lié au potentiomètre relié à l'organe de réglage (le potentiomètre n'est pas représenté), signal qui est alors

exploité par l'unité centrale de traitement.

LISTE DES REFERENCES UTILISEES:

1 chambre de séchage 2 calculateur 3 mémoire vive 4 installation de mise en circulation de l'air installation de mesure de force 6 mémoire morte 7 télescripteur ou imprimante analogue 8 capteur de mesure 9 vanne V 1 installation de réglage V 2 11 unité centrale de traitement 12 clavier 13 moyen de branchement du clavier 14 moyen de branchement du télescripteur moyen de branchement de l'écran d'affichage 16 écran d'affichage 17 moyen de branchement de l'organe de réglage 18 moyen de branchement du capteur de mesure

UF fréquence de battement.

RE V E N D ICAT I O N S

1 ) Procédé de séchage d'ébauches en matière céramique mettant en oeuvre une technique de séchage à plusieurs étapes, procédé caractérisé en ce qu'au cours de la première étape de séchage, on fait une élévation de température lente, commandée des ébauches en céramique jusqu'à une température égale à (e1) sans changement d'air dans la chambre de séchage (1), et en ce qu'au cours de la seconde étape de séchage, on continue l'élévation de température des ébauches en matière céramique et on effectue un remplacement d'air

commandé avec début d'évacuation de l'humidité, la gran-

deur guide utilisée étant le gradient de l'extraction d'humidité, et en ce qu'au cours de la troisième étape de séchage, on extrait l'humidité résiduelle qui subsiste encore dans les ébauches en matière céramique, de manière relativement rapide et on termine l'opération de séchage dans des conditions favorables sur le plan énergétique, et en ce que la troisième phase de séchage commence par une chambre de séchage (1) vide, ouverte de manière à

vérifier par des capteurs de mesure (5, 8) les possibi-

lités de fonctionnement de la chambre de séchage (1) à l'aide d'un calculateur de commande (2), on détermine l'état initial et on en établit un procès-verbal, puis on introduit les ébauches en matière céramique dans la

chambre de séchage (1) et pour leur élévation de tempéra-

ture lente.jusqu'à une température (1l), sans changement d'air,-on branche les moyens fonctionnels de la chambre de séchage (1), une installation électronique de mesure de force (5) déterminant automatiquement la charge dans une zone représentative de la chambre de séchage (1) et

partant des grandeurs mesurées, on calcule la masse ini-

tiale des ébauches en matière céramique et en parallèle à cela on détermine l'instant de départ et on établit un procès-verbal des grandeurs obtenues, et en ce qu'on fait fonctionner une installation de mise en circulation de

l'air (4) pour faire circuler l'air ambiant dans la cham-

bre de séchage (1) de manière cyclique suivant un pro-

gramme de commande jusqu'à ce que se produise une coupure automatique de la chambre de séchage (1), un échangeur de chaleur associé à la chambre de séchage (1) étant mis

en oeuvre par une vanne de réglage (9) V 1 correspondan-

te pour un temps programmé (0 h... 7 h) avec une puis-

sance programmable P 1 (0 %... 100 %) et à la fin de ce temps, on règle une puissance programmable P 2 (0 % %) pour l'échangeur de chaleur, et on conserve ce fonctionnement jusqu'à ce qu'une température d'air ambiant, moyenne de la chambre de séchage (1) ait atteint une température programmable (l1) de (20... 100 ) et en

ce que lorsque cette température est atteinte, on déter-

mine la durée écoulée du procédé, on établit un procès-

verbal et on passe au régime de commande de la seconde étape de séchage, en réglant la vanne de réglage (9), V 1 sur une valeur programmable P 3 (0 %... 100 %), on continue d'ouvrir l'installation de mise en circulation de l'air ambiant (4) par une installation de réglage

(10) V 2 suivant des étapes programmables S I (0 %...

%) et suivant des intervalles de temps t2 (0...

) minutes jusqu'à ce que le gradient programmable de la diminution d'humidité G 1 (0... 5 %) d'humidité par heure soit atteint et à partir de cet instant que l'on inscrit dans le procès-verbal, on règle l'installation de réglage (10) V 2 par de petites étapes avec pour objectif de conserver la valeur réglée pour G 1 et en

ce qu'on termine ainsi la seconde étape de séchage lors-

que l'humidité résiduelle F(t) atteint une valeur pro-

grammable F I (0... 15 %) et l'air humide sortant de la chambre de séchage (1) est transféré dans un conduit d'évacuation passant par-dessus le toit, alors que l'air fourni à la chambre de séchage (1) est pris dans un canal dans lequel arrive l'air évacué provenant des autres chambre de séchage (1) et qui à ce moment se trouvent dans la troisième étape de séchage et fournissent de l'air chaud relativement sec, et en ce que lorsqu'on atteint la valeur F 1, on inscrit de la durée du pro-

cédé sur le procès-verbal et on commence ainsi le pas-

sage sur la troisième étape de séchage, en ce qu'on règle la vanne (9) V1 sur une valeur programmable P 4 (0... 100 %) et l'installation de réglage (10) pour le changement d'air V 2 sur une position L 2 (0... 100%) et en ce qu'on poursuit l'opération de séchage suivant ces paramètres jusqu'à ce que l'humidité résiduelle à laquelle on peut arriver pour les ébauches en matière

céramique ait atteint la valeur programmable F 2 (0...

15 %), puis on commande la vanne (9) V 1 sur 0 % et on poursuit le séchage jusqu'à ce qu'on atteigne l'humidité résiduelle F 3 (0 %... 15 %) et qu'on termine ainsi le cycle de séchage, la durée de l'opération, l'humidité résiduelle F 3, la date, l'heure, la température et le numéro de la chambre de séchage étant inscrits dans le

procès-verbal et imprimés en sortie.

2 ) Installation pour la mise en

oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que pour la mesure de la température dans la chambre de séchage (1), on a deux capteurs de mesure (8) placés à des hauteurs différentes dans la chambre de séchage et en ce que pour déterminer l'humidité dans les ébauches en matière céramique dans une pile d'une

étagère de la chambre de séchage, il est prévu une ins-

tallation de mesure de force (dynamomètre) (5) électro-

nique sous la forme d'un manomètre, électro-

nique ou analogue et en ce que pour saisir les données il est prévu un calculateur de commande électronique (2) et une horloge ayant la precision du quartz, ces

moyens étant reliés aux capteurs de mesure de l'instal-

lation et aux organes de commande et en ce que pour régler l'air et la circulation d'air ainsi que les vannes, l'installation comporte des moteurs ainsi que des moteurs de réglage portant des potentiomètres de réaction reliés au calculateur de commande (2) et en ce que le calculateur de commande électronique (2) comporte une unité centrale de traitement (11), une mémoire morte (6) pour le programme de commande et de réglage, une mémoire vive (3) pour les données de commande, un moyen de branchement du clavier (13), un clavier (12), un moyen de branchement de l'écran d'affichage (15) et un écran d'affichage (16), ou une installation d'affichage par points, un moyen de branchement d'un téléescripteur (14) et une imprimante (7), un moyen d'adaptation pour les organes de réglage (17) tels que les vannes (9), l'installation de réglage (10), l'installation de circulation d'air (4), un moyen de branchement des capteurs de mesure (18) tels que l'installation de mesure de force (dynamomètre) (5) et un capteur de mesure (8), et en ce que cette installation de commande centrale interroge ou commande en temps partagé les installations de mesure d'un complexe de chambres de séchage et leurs installations de réglage correspondantes.