LU86312A1 - Procede et appareil de production de carreaux ceramiques emailles et carreaux ainsi obtenus - Google Patents

Description

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Selon les idées courantes dans la technique, la production des carreaux céramiques émaillés s'effectue à l'aide de l'un ou l'autre de deux procédés généraux.

Le premier des procédés connus de production 5 prévoit de façonner le corps céramique du carreau d'une manière traditionnelle, de le sécher et ensuite de le cuire afin d'obtenir ce que Ton appelle un biscuit.

Par "corps céramiques",on entend ici tous les corps réalisés avec des fournées de matières brutes naturelles telles que io T argile, le kaolin, le feldspath, la wollastonite, le talc, le carbonate de calcium, la dolomie, etc..., ou de matières synthétiques comme le kaolin calciné (farine dégraissée), des oxydes purs (alumine, silice, corindon), avec l'addition ou non de liants afin d'accroître la résistance mécanique brute.

^ 15 De tels corps subissent des changements chimiques et structurels au cours d'un traitement de chauffage et acquièrent des propriétés mécaniques sensiblement nouvelles, en passant de la faible dureté de l'état brut I l'état dur, résistant et cassant après le traitement thermique.

En conséquence, dans ce mémoire, par "cuisson des 20 corps céramiques", on entend en général ce traitement thermique qui provoque la modification notable mentionnée ci-dessus des caractéristiques mécaniques des corps céramiques au moyen de réactions chimiques, d'une modification cristalline et de la fusion des constituants.

Le biscuit est alors émaillé et on lui donne· une 25 cuisson supplémentaire afin d'amener dans l'émail le changement de structure -strictement dépendant de la nature des constituants de l'émail- que, pour des raisons de simplicité, on appellera par la suite vitrification.

Ce terme peut ne pas être strictement correct pour tous les émaux utilisés dans l'industrie de marquage des carreaux céramiques et qui, au cours 3Qde la cuisson, peuvent fondre presque complètement ou seulement dans une faible mesure, le phénomène étant dans ce dernier cas plus près du frittage. Toutefois, comme la cuisson de l'émail sur des matériaux céramiques est bien connue dans la technique, une telle simplification de vocabulaire ne peut pas conduire à un malentendu. Par "émail", on entend ici toute 35composition capable de faire apparaître, sous un chauffage, une surface -2.- vitreuse, transparente ou opaque, qui peut être brillante ou mate, soit sous une forme entièrement frittée, c'est-à-dire fondue au-préalable, soit brute, soit sous la forme de mélanges de compositions différentes.

Ce procédé de double-cuisson, tout d'abord du 5 corps céramique, puis de l'émail, présente des avantages, mais aussi des inconvénients. En premier lieu, la première cuisson, le refroidissement qui suit, puis la seconde cuisson servant à vitrifier l'émail représentent un procédé qui consomme beaucoup d'énergie thermique et demande beaucoup de temps et requiert des encombrements d'appareillage qui sont importants 10 pour les volumes de carreaux produits.

On pourrait penser que dans la double-cuisson la première cuisson servant à produire le biscuit, si on la réalise d'une manière conforme aux règles du métier, peut produire un biscuit de caractéristiques optimales, ceci résultant uniquement de la nature du mélange 15 d'argile de départ. Le fait est toutefois que les exigences qui proviennent de l'émaillage ultérieur conditionnent en pratique la préparation du biscuit.

Les émaux sont en général préparés par broyage humide, de manière à contenir par exemple de 30 % à 60 % d'eau.

20 Si on utilise des émaux secs, un traitement humide est alors rendu nécessaire pour garantir l'adhérence sur le corps céramique.

Lorsque les émaux sont appliqués sur un biscuit de structure poreuse, c'est-à-dire non vitrifié, la présence abondante d'eau n'est pas une source de difficultés. En effet, dans de telles conditions, 25 le biscuit absorbe facilement l'eau et par conséquent l'émail adhère bien sur le corps.

Lorsque par contre le biscuit est vitrifié, des traitements spéciaux sont nécessaires avant la cuisson proprement dite de l'émail, en particulier un pré-traitement servant à obtenir une évaporation 30 rapide de l'eau. Néanmoins, si on souhaite obtenir une adhérence acceptable de l'émail, de tels traitements s'avèrent hautement critiquables et représentent ainsi des difficultés considérables en ce qui concerne le procédé en question.

En conséquence, les problèmes impliqués dans 35 l'émaillage des corps céramiques vitrifiés annulent la liberté apparente qu'il y a de former le corps céramique d'une manière indépendante comme dans le cas de la double-cuisson, étant donné qu'une telle formation indépendante ne permettra qu'au prix de sérieuses complications la formation - 3 - . « * de carreaux présentant un corps céramique vitrifié ayant des propriétés de résistance mécanique souhaitables.

En raison des problèmes soulevés dans le procédé de double-cuisson, une proposition plus récente suggère de cuire à la 5 fois le mélange d'argile et l'émail dans une seule étape opératoire -ce que l'on appelle le procédé simple-cuisson. Conformément à ce procédé, les corps céramiques bruts sont séchés, préchauffés et émaillés lorsqu'ils sont suffisamment chauds pour permettre une évaporation de l'eau contenue dans l'émail. Toutefois, le prëchauffage n'empêche pas une certaine quan-10 titë d'eau d'être absorbée par le mélange d'argile brut -et en outre d'une manière irrégulière, si bien que dans la pratique l'absorption s'avère plus grande sur les bords de l'objet étant donné que les bords refroidissent plus rapidement.

Ce phénomène peut conduire à une fissuration de 15 l'objet sur ses bords, ce qui réduit sa résistance mécanique.

Une autre difficulté intrinsèque du procédé de simple-cuisson réside dans le fait qu'il exige un déplacement quelque peu complexe des carreaux bruts, qui doivent être émaillés dans ladite condition et dont on connaît le caractère délicat.

20 Dans le procédé de simple-cuisson, le carreau émaillé brut est alors cuit en un seul cycle jusqu'à une température qui cuit à la fois le mélange du corps et l'émail (vitrification de l'émail).

Etant donné qu'elle n'exige qu'un seul four ou fourneau et une seule opération de cuisson, la simple cuisson constitue 25 clairement un progrès important sur la double cuisson traditionnelle : l'appareillage peut être moins encombrant et l'énergie thermique dissipée entre la cuisson du biscuit et la cuisson de l'émail est économisée.

Si les réactions survenant au cours de la cuisson sont suffisamment connues, avec la simple cuisson il est également pos-30 sible d'obtenir presque tous les effets caractéristiques de la double-cuisson, bien que cela puisse sembler être une limitation d'avoir à réaliser une température de cuisson du mélange d'argile qui soit compatible avec les caractéristiques de l'émail qui se vitrifie pendant la même cuisson, avec la perte consécutive de l'indépendance opérationnelle qui 35 est particulière à la double-cuisson.

Toutefois, la plus grande difficulté dans la simple cuisson est la prédisposition des gaz dégagés au cours de la cuisson du corps céramique à fausser l'uniformité et la compacité de l'émail.

ί Λ « « - 4 - - f ♦„ • L'importance de ce phénomène se voit aisément si - on se rappelle qu'un carreau pesant 1 kg, formé d'un mélange contenant 10 % de carbonate de calcium et porté à une température de 1000°C, libère un volume de gaz carbonique d'environ 90 litres.

5 Le gaz dégagé à partir du corps céramique passe à travers l'émail dans lequel il demeure de petites bulles qui le laissent dans une certaine mesure dans un état poreux.

Ainsi, bien que la simple cuisson élimine les problèmes d'adhérence émail-corps céramique existant dans la double-cuisson 10 dans le cas des corps céramiques vitrifiés, la première conduit à des émail s qui, bien qu'ils aient une excellente adhérence, sont d'une consistance relativement poreuse.

Il a également été suggéré d'appliquer une couche isolante, appelée engobe, entre l'émail et le corps céramique, dans le 15 procédé de simple cuisson, afin de réduire la possibilité d'interaction entre eux au cours de la cuisson. Cependant, l'application d'engobe diminue l'adhérence satisfaisante de l'émail qui est caractéristique de la simple cuisson.

En bref, la double-cuisson fournit des carreaux 20 à corps céramique poreux, qui présentent donc une très faible résistance mécanique, mais un émail adhérant et hautement compact, tandis que la simple cuisson fournit des carreaux avec un corps céramique vitrifié de résistance mécanique élevée et avec un émail qui adhère de façon satisfaisante, mais est relativement poreux.

25 C'est pourquoi la présente invention a pour but de surmonter les difficultés des procédés mentionnés ci-dessus utilisés pour cuire des carreaux, à l'aide d'un procédé perfectionné d'émaillage.et cuisson de carreaux, ainsi qu'un appareil pour mettre en oeuvre un tel procédé.

30 Conformément â l'invention, le procédé perfectionné de production d'un carreau céramique émaillé à partir d'un corps céramique brut, du type consistant ä placer le corps céramique dans un four pendant une première phase de traitement thermique à la fin de laquelle les réactions de cuisson de la matière céramique sont sensiblement complètes, et 35 pendant une seconde phase de traitement thermique entraînant un refroidissement final progressifs caractérisé en ce qu'il comprend, entre la première et la seconde phases de traitement thermique, une phase de distribution d'un émail en vrac et sec par-dessus le corps céramique, sensible- -5 - ment à la température finale que celui-ci avait dans la première phase du ‘ traitement thermique, le corps céramique étant amené au cours de la partie initiale de la seconde phase à une température suffisante pour que l'émail se vitrifie, par fusion d'au moins une partie constitutive de 5 celui-ci.

L'invention a également pour objet un appareil de cuisson et d'émaillage de carreaux céramiques, du type comprenant un four ou fourneau de cuisson dans lequel on place les corps céramiques bruts et qui comprend une première section de four comportant des moyens pour 10 chauffer les corps jusqu'à ce que les réactions de cuisson de la fournée soient sensiblement complètes, et une seconde section de four«munie de moyens de contrôle de température servant à maintenir les carreaux à une température contrôlée et décroissante en vue du refroidissement progressif desdits carreaux, et des moyens pour faire avancer les corps de manière 15 successive le long des première et seconde sections du four, caractérisé en ce que, entre lesdites première et seconde secttns- du four, il est prévu une station d'émaillage munie de moyens pour transférer les carreaux de la sortie de la première section du four jusqu'à l'entrée de la seconde, et de moyens pour répandre de l'émail en vrac et sec sur les corps trans-20 portés par les moyens de transfert.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble 25 d'un appareil de cuisson conforme à l'invention, - la figure 2 représente une partie de l'appareil de la figure 1, - la figure 3 est un diagramme caractéristique de la température existant dans l'appareil de la figure 1.

30 Conformément à l'invention, les corps céramiques, façonnés conformément à une technologie classique, sont transportés à l'état brut, après séchage approprié, jusqu'à l'embouchure 10 du four de cuisson.

Ce four de cuisson comprend une première section 35 11 dans laquelle on fait monter progressivement la température jusqu'à une valeur suffisante pour amener les carreaux qui s'y déplacent sur des organes connus convenables de transport, jusqu'à une température de cuisson, c'est-à-dire une température à laquelle les réactions de cuisson de la - 6 - matière céramique brute peuvent être considérées comme sensiblement terminées.

A la fin de cette section 11 du four, les moyens de transport des carreaux amènent ces carreaux à une zone de dépôt d'émail 5 indiquée dans l'ensemble par 12.

Cette zone, qui est d'une importante particulière dans l'invention, est représentée sur la figure 2. La référence 13 désigne la sortie des carreaux hors de la section 11 du four, sur des moyens de transport schématiquement représentés par des rouleaux 14. Le trajet 10 du transporteur à rouleaux se poursuit immédiatement jusqu'à la zone 12 dans laquelle est créée une ambiance où la température peut être contrôlée par exemple au moyen de panneaux ouvrables d'une manière prévue 15 de façon que la température dans cette zone 12 demeure à une valeur préfixée, qui est d'une manière caractéristique inférieure à celle de la sec-15 tion 11 à proximité de son embouchure de sortie 13, de manière à faciliter le contrôle de la température des carreaux.

Il est prévu dans la zone 12 un dispositif indiqué dans son ensemble par 20, servant à répandre de manière uniforme un émail sec sous forme en vrac, soit sous forme de granules ou d'une poudre, par-20 dessus les carreaux qui se déplacent au-dessous de lui en étant transportés par les rouleaux 14.

Dans l'intérêt d'une description nette de sa fonction et de ses principes structurels d'ensemble, on peut considérer que ce dispositif est constitué d'un réservoir 21 d'émail qui est envoyé à un 25 distributeur 22 qui le répand de manière uniforme par-dessus les carreaux qui sont transportés au-dessous de lui, en un nombre quelconque de rangées, par les rouleaux 14.

Au-dessous du dispositif de distribution 20, il est prévu un collecteur 23 pour l'émail non reçu par les carreaux, en 30 particulier l'émail qui tombe dans les espaces existant entre les carreaux transportés par les rouleaux 14. L'émail recueilli en 23 est avantageusement recyclé vers le réservoir 21.

La structure schématisée du dispositif 20 n'est donnée qu'à titre d'indication, étant donné qu'il peut présenter n'im-35 porte quelle forme de réalisation connue du type sas, du type écran vibrant, du type pulvérisation ou autre, la seule chose qui en est exigée étant une distribution correcte et continue de l'émail sous la forme de granules ou de poudre par-dessus les carreaux déplacés à son voisinage.

- 7 - D'une manière analogue, les moyens de transport des carreaux dans la zone 12 peuvent être d'une nature différente, ces moyens n'étant représentés à titre d'exemple dans le schéma de la figure 2 sous forme de rouleaux 14 que dans la mesure oû ils constituent le 5 mécanisme qui est connu à un tel effet dans le domaine de déplacement des objets en argile.

Les carreaux quittent la zone 12 et pénétrent dans l'embouchure de l'entrée 16 de la section suivante 17 du four, oD ils demeurent à une température suffisante pour une vitrification complète et 10 un durcissement de l'émail et sont ensuite refroidis d'une manière suffisamment progressive pour empêcher des contraintes internes inadmissibles de se développer en leur intérieur, et finalement ils sont évacués hors de la sortie extrême 18 du four.

Les détails structurels du four ne sont pas décrits 15 ici dans la mesure où les deux sections 11 et 17 sont très étroitement identiques à un four, fourneau ou chambre de chauffage classique servant à la cuisson de corps céramiques afin d'obtenir le biscuit réalisé suivant un procédé de double-cuisson. Les deux sections considérées peuvent par conséquent être construites en utilisant tous les enseignements que 20 la technologie traditionnelle a rendu connus à cet égard.

En particulier, les embouchures 10, 13, 16 et 18 du four seront réalisées, avec des particularités structurelles qui sont connues en soi dans ce domaine, de manière à permettre qu'une atmosphère contrôlée soit maintenue dans chaque section du four afin de favoriser 25 les réactions voulues pendant le traitement thermique du corps céramique et de l'émail.

La solution conforme à la présente invention est basée sur la conscience que l'on a de la possibilité d'interrompre brièvement la cuisson du corps céramique, c'est-à-dire la possibilité, au 30 moins dans une phase de la cuisson, d'exposer le corps céramique à une ambiance relativement froide, c'est-à-dire une ambiance dont la différence de température par rapport au corps céramique est beaucoup plus grande que celle à l'intérieure du four pendant la phase de cuisson et de refroidissement de ce corps céramique.

35 On a en effet constaté que le choc thermique subi par le carreau à la suite d'une exposition à une telle ambiance est toléré sans problème par le matériau si il demeure en tout état de cause dans un état de comportement plastique et non dans un état cassant. Un tel état - 8 - plastique survient lorsque le corps céramique est à l'état incandescent, » c'est-à-dire à une température qui n'est pas inférieure à approximative ment 700°C, pour la plus grande majorité des mélanges de corps couramment employés pour produire des carreaux céramiques.

5 Conformément à l'invention, la température dans la zone 12 est maintenue à une valeur telle qu'elle ne provoque pas de surchauffe des organes de distribution d'ëmair2Q qui puisse provoquer une fusion ou en tout état de cause un épaississement de l'émail qui y est contenu. Ceci signifie que de tels organes ne deviennent pas obstrués et 10 qu'il n'y a pas de manque d'uniformité de la distribution de l'émail pardessus les carreaux.

Il est également avantageux que l'on soit à une température relativement faible dans la zone entière oü l'émail est distribué, afin d'empêcher l'émail qui tombe sur les carreaux d'être sublimé, 15 avec une dispersion concomittente dans l'atmosphère et un encrassement du four et des organes qui y sont contenus.

Les carreaux atteignant la zone 12 sont incandescents, à la température qu'ils avaient au cours de la cuisson dans la partie finale de la zone 11 du four. Une telle température n'est pas 20 nécessairement la température maximale que les carreaux atteignent dans le four de cuisson 11.

Lorsque la température de vitrification de l'émail est plus basse que la température de cuisson, il est en fait utile pour les carreaux qu'ils commencent une phasë de refroidissement dans la zone 25 finale 11 de ce four, ce qui conduit les carreaux I atteindre le dispositif de distribution d'émail à la température la plus convenable, la décroissance de la température qu'ils peuvent subir dans la zone* 12 étant également prise en considération.

Ainsi, dans la pratique, le contrôle de la tempë- 30 rature des carreaux lorsqu'ils reçoivent l'émail peut s'effectuer en réglant la température à laquelle ils quittent la section 11 du four, en « tenant compte de l'abaissement de la température qu'ils peuvent subir dans la zone 12. Il existe une autre possibilité de contrôler cette décroissance de température dernièrement mentionnée, cela se faisant en 35 agissant également sur la température qui est maintenue dans la zone 12, à condition, comme cela a été précédemment indiqué, qu'une telle température ne devienne pas telle qu'elle provoque des modifications physiques ou chimiques de l'émail en poudre qui est distribué par-dessus les carreaux incandescents.

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De même que le dépôt de l'émail, une autre opération qui est liée à la décoration des carreaux peut, si on le désire, être exécutée dans la zone 12, par exemple la mise en place de transferts â une température élevée pour créer des décorations, ce qui exige une 5 distribution particulière du colorant formant la décoration. Le transfert peut être placé sur les carreaux â l'aide de manipulateurs robotisés.

L'émail déposé sur le carreau atteint sa température maximale et sa viscosité minimale précisément â l'endroit de la surface de contact avec le corps céramique, ce qui favorise ainsi l'adhérence 10 sur ce corps.

Le fait que le temps de séjour des carreaux dans la zone 12 qui est nécessaire pour qu'ils reçoivent l'émail est court, les empêche de passer de l'état plastique incandescent à l'état cassant -dans lequel le choc thermique peut déclencher des contraintes internes suscep-15 tibles de fissurer la matière â base d'argile.

Le dépôt de l'émail sous forme d'une poudre en vrac rend négligeable et pratiquement nulle la quantité d'émail adhérant sur les côtés verticaux du carreau, et ainsi le carreau est propre sur ses bords, ce qui à son tour diminue la fragilité périphérique du revêtement 20 d'émail et la possibilité qui en résulte qu'il se sépare sous forme de copeaux.

Si l'on souhaitait appliquer plus d'un émail, chacun exigeant une certaine température du corps céramique pour son application, puis une température ultérieure pour le durcissement, on 25 peut prévoir d'autres stations d'émaillage dans la section 17 du four dans la partie terminale de laquelle les carreaux seront progressivement refroidis.

Les caractéristiques du procédé conforme à l'invention ressortiront mieux d'un examen de la description qui suit de cer-30 tains modes de réalisation de ce procédé.

Exemple 1

Production de carreaux muraux ayant les caractéristiques suivantes :

Taille : 15 x 20 cm

Epaisseur : 7 mm 35 Porosité : 12 % ο

Module de rupture : 200 kg/cm

Email brillant à effet de type sable bleu.

Caractéristiques du mélange : ( 1 - 10 - Mélange de sable naturel et d'argiles dans les proportions suivantes : Argile Maiolica : 60 %

Argile de grés : 25 %

Sable de Feldspath : 15 % 5 (Le tableau 1 ci-dessous donne les compositions).

Mélange préparé par broyage â sec sur un broyeur â balancier et mouillage jusqu'à 5 % d'humidité.

Façonnage par compression à sec à l'aide d'une presse hydraulique, sous une pression spécifique de 220 kg/cm^ â l'aidecFune filière â cinq voies.

10 Mise en place directe par rangées de 8 juxtaposés sur la face de 20 cm, dans un four à rouleaux â couche unique ayant les caractéristiques suivantes :

Longueur de sécheur : 13820 mm

Prêchauffage et cuisson : 24747 mm 15 Largeur de chambre : 1465 mm

Température maximale de cuisson : 1060°C

Durée du cycle : 25 minutes approximativement.

La figure 3 représente la courbe de cuisson, 20 avec la température des fumées de four en ordonnée et le temps en abscisse, avec une représentation proportionnelle aux dimensions longitudinales du four et en tenant compte de la vitesse de transport des carreaux dans celui-ci.

Emaillage : 25 Email composé d'un mélange de trois frittes (composition donnée dans le tableau 1).

Fritte 1 : 70 %

Fritte* 2 : 20 %

Fritte 3 : 10 % 30 Taille de particule entre 0,2 et 1 mm Température de vitrification = 950°C Emaillage avec distributeur à rouleau Longueur de la zone d'émaillage : 1000 mm Application de 30 g d'émail par carreau 35 Temps de transfert : 30 secondes.

Lorsqu'ils ont voyagé à travers la zone d'émaillage, les carreaux, encore à approximativement 900°C, pénétrent dans la seconde section de four 17 qui a les caractéristiques suivantes : - 11 -

Longueur : 23311 mm

Largeur : 1465 mm

Cette section est maintenue dans sa zone initiale à 1000°C et les carreaux voyagent â travers elle en environ 4 minutes, 5 ce qui est suffisant pour la cuisson complète de T émail, A la suite de la section précitée, se trouve la zone de refroidissement direct et indirect des carreaux.

La longueur totale de la machine est par conséquent 62878 mm, avec un cycle total de traitement des carreaux de 40 minutes.

10 Exemple 2

Production de carreaux de sol ayant les caractéristiques suivantes : Dfîménsions : 25 x 25 cm

Epaisseur : 8 mm

Porosité : 3 % 15 Email semi-mat, beige clair Caractéristiques du mélange : Mélange d'argiles et de feldspath dans les proportions suivantes : Feldspath : 45 %

Argile 1 : 30 % 20 Argile 2 : 25 % (compositions données dans le tableau 1).

Mélange préparé par broyage humide avec 35 % d'eau et pulvérisation. Humidité pulvérisée : 5 %

Façonnage par compression à sec à l'aide d'une presse hydraulique sous 2 25 une pression spécifique de 300 kg/cm et d'une filière à trois voies. Mise en place directe par rangées de 5 dans un four à rouleaux â couche unique présentant les caractéristiques ci-dessous :

Longueur du sécheur : 14548 mm

Préchauffage et cuisson : 32102 mm 30 Diamètre des rouleaux : 32 cm pour les derniers 12700 mm

Largeur : 1465 mm

Température maximale : 1150°C

Durée du cycle : 30 minutes.

La courbe de cuisson relative à la température-des 35 fumées sera semblable dans son évolution générale à la courbe de la figure 3, avec des valeurs différentes en ordonnée et en abscisse.

Emaillage

Email composé d'une seule fritte, d'une taille de particule comprise entre * - 12 - 0,2 et 1 mm.

* Température de vitrification = 1050°C

La composition de la fritte est telle qu'indiquée dans le tableau 1 (fritte 4).

5 Emaillage à l'aide d'un distributeur à rouleau Longueur de la zone d'émail läge : 1500 mm Application de 45 g d'émail par carreau.

Temps de transfert : 30 secondes.

Après avoir voyagé à travers la zone d'émaillage, 10 les carreaux, encore à environ 1000°C, pénétrent dans la seconde section du four qui présente les caractéristiques qui suivent :

Longueur : 22628 mm

Largeur de chambre : 1465 mm 15 Maintenue à une température de 1100°C.

Les carreaux passent â travers la première zone de Ta section maintenue à 1100°C en environ 4 minutes, ce qui est suffisant pour le durcissement de l'émail, puis passent alors â travers la zone de refroidissement direct et indirect 20 La longueur totale de la machine est ainsi de 76695 mm, avec une durée totale de cycle de 50 minutes.

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- 13 - TABLEAU. 1

COMPOSITIONS CHIMIQUES

x: +j <d ta a.

υ v) w •r- «ü Ό r— S. r— O CT O) r“ U.

ta a) x= SO (D+Jr-HCMt-lCMCO**·

tj «J

ω eu a. a) a) eu ai (u <u

Γ-I— «u V) i— 1— 4J +J +J +J

•r» *r- r— Ό "r* *r 4-> 4-> 4-> <P

DI Dï X r— C71 Dî *r- ‘r- *r- ·γ— i-4-(d<US-S.l-i-l-S_

Si02 55,3 61,6 81,0 76,4 73,5 64,8 36,5 50,2 43,3 65,0 A1203 14,8 20,3 9,4 13,4 22,528,5 5,0 5,0 5,5 5,6

Fe?0? 6,0 8,0 0,9 0,7 1,1 1,8 0,2____(U_

Ti02 0,8 1,1 1,1 1,7 1,7 0,1 9,5 6,0

CaO 14,7 0,6 2,8 1,0 0,3 0,3 4,4 7,5 7,5

MgO 3,2 2,3 0,3 0,3 0,2 0,3 1,5 3,0 0,1 K20 3,1 3,8 3,4 5,9 0,6 2,1 0,6 0^5___

Na20 1,2 1,6 2,1 0,8 0,1 0,2 0,7 5,1 3,5 4,0

ZnO 4,5 3,2 2,0

BaO_________6J.____

CoO 10,0 _

PbO 34,6 8,8

Zr02 5,4 B203 5,0 10,4 25,3 10,1 * L120 0,3 feüt6 aU 14>6 6»° 2»7 2,3 7,8 8,4

CaC03 22,3 0,3 4,1 - 14 -

Le procédé conforme 3 l'Invention conduit par - conséquent aux avantages suivants par comparaison aux technologies antérieurement connues : - élimination de tout déplacement des carreaux bruts, en dehors de leur 5 mise en place dans le four, ce qui évite ainsi une rupture et la formation de copeaux; - simplification du procédé de production, avec, si on le désire, l'élimination de toutes les structures normalement nécessaires pour stocker les carreaux bruts, étant donné que le four peut être alimenté en con- 10 tinu et directement à partir de la section de façonnage; - réduction de la consommation d'énergie pour le séchage, étant donné qu'il n'y a pas d'eau d'émaillage absorbée partiellement par les carreaux bruts; - liberté plus grande dans la conception des marquages et gaufrages sur 15 les faces supérieure et inférieure des carreaux, étant donné qu'il n'existe pas de problème de séchages différentiels provenant d'êpais-„ seurs différentes ou de porosités différentes pour les reliefs de dos; - le four entier, alimenté en carreaux non émaillés, demeure propre et exige ainsi moins d'entretien; 20 - le corps céramique, cuit sans émail, est libre de se dêgazer et peut s'oxyder plus facilement; - le procédé de cuisson est favorisé et peut être effectué en de courtes périodes; - on peut faire usage d'argiles moins pures avec une perte au feu plus 25 élevée; - il n'est absolument pas nécessaire d'utiliser d'engobes; - la température de cuisson du corps céramique n'est pas reliée 3 celle dft l'émail qui peut en tout état de cause varier. L'émail est par conséquent cuit dans les conditions convenant le mieux pour obtenir 30 une adhérence parfaite et une absence totale de porosité, étant donné qu'il est appliqué lorsque les réactions du corps céramique sont complètes, ce qui rend superflu l'usage d'engobes; - il est possible d'appliquer des émaux spéciaux qui se décomposent aux températures auxquelles le corps céramique est cuit, ce qui élargit la 35 variété des produits que l'on peut obtenir; - l'émail adhère uniquement sur la surface du carreau; - l'émail en excès peut être aisément recyclé, après avoir été recueilli dans une goulotte; J» - 15 - - on peut effectuer plusieurs dépôts successifs d'émaux , ce qui permet dbbterir des effets multiples; - étant donné que la section du four située en aval de la section d’émaillage est matériellement séparée du four servant à cuire le 5 corps céramique, on peut y créer et contrôler des atmosphères particulières (atmosphères oxydantes, réductrices ou inertes) sans que cela n'altère en aucune façon les caractéristiques du cycle de cuisson du mélange. On.atteint de cette manière une très grande liberté dans la réalisation d'effets spéciaux que l'on peut obtenir dans une atmos-10 phëre contrôlée, ce qui est très difficile â obtenir en utilisant les technologies traditionnelles; - il est possible d'obtenir, d'une manière beaucoup plus économique, des produits ayant des corps céramiques vitrifiés, c'est-à-dire avec une résistance mécanique élevée, avec des émaux totalement non poreux, 15 c'est-à-dire intrinsèquement résistants à l'usure et avec d'excellentes propriétés d'adhérence et par conséquent présentant aussi une résistance aux chocs très élevée.

La variété des produits que l'on peut utiliser pour l'émaillage se trouve considérablement élargie, il est possible 20 d'utiliser des émaux à faible fusion sur des corps céramiques vitrifiés cuits à des températures plus élevées, ou des émaux exigeant des cycles de cuisson très courts qui sont impossibles avec des technologies traditionnelles.

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Claims (11)

1. Procédé de production d'un carreau céramique émaillé â partir d'un corps céramique brut, du type consistant S placer le corps céramique dans un four pendant une première phase de traitement 5 thermique à la fin de laquelle les réactions de cuisson sont sensiblement complètes, et pendant une seconde phase de traitement thermique entraînant un refroidissement final progressif, caractérisé en ce qu'il comprend, entre la première et la seconde phasesde traitement thermique, une phase de distribution d'un émail en vrac et sec par-dessus le corps 10 céramique, sensiblement â la température finale que celui-ci avait dans la première phase du traitement thermique, le corps céramique étant amené au cours de la partie initiale de la seconde phase â une température suffisante pour que l'émail se vitrifie, par fusion d'au moins une partie constitutive de celui-ci.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à la fin de la première phase du traitement thermique, â l'état plastique incandescent, le corps céramique pénètre dans la phase de distribution d'émail par-dessus lui.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que la phase de distribution d'émail a lieu dans une ambiance ayant une température plus basse que la température de vitrification de l'émail.

3 ♦ - 16 -

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distribution de l'émail par-dessus le corps céramique 25 s'effectue par chute libre par-dessus le corps céramique qui est déplacé suivant une trajectoire horizontale au-dessous d'un dispositif distributeur d'émail.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps céramique est envoyé à la phase de distribution d'émail 30. une température plus élevée que ladite température de vitrification d'émail.

6. Appareil de cuisson et d'émaillage de carreaux céramiques, du type comprenant un four, fourneau ou chambre de cuisson dans lequel on place les corps céramiques et qui comprend une première 35 section (11) de four comportant des moyens pour chauffer les corps céramiques jusqu'à ce que les réactions de cuisson soient sensiblement complètes, et une seconde section (17) de four munie de moyens de contrôle de température servant â maintenir les corps céramiques ) î- 1 * - 17 - * à une température contrôlée et décroissante en vue du refroidissement progressif desdits corps, et des moyens (14) pour faire avancer les corps de manière successive le long des première et seconde sections . (11, 17) du four, caractérisé en ce que, entre lesdites première et 5 seconde parties*(11t 17) du four, il est prévu une station d'émaillage (12) munies de moyen? (14) pour transférer les corps céramiques de la sortie (13) de la première section (11) du four jusqu'à l'entrée (16) de la seconde (17), et de moyens (20) pour répandre de l'émail en vrac et sec sur les corps céramiques transportés par les moyens de transfert 10 (14).

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (20) pour répandre l'émail sont contenus ä l'intérieur d'une ambiance qui est munie de moyens de régulation de température servant à maintenir la température de l'ambiance à une valeur 15 plus faible que celle à laquelle l'émail subit la vitrification et la modification physique et chimique.

8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (20) pour répandre l'émail sur les corps céramiques consistent en un dispositif distributeur d'émail fonctionnant au- 20 dessus de la largeur entière des moyens transporteurs de carreaux (14).

9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le four est du type à rouleaux â simple couche.

10. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens transporteurs (14) forment une surface discontl- 25 nue de support pour les carreaux qui sont espacés de l'un au suivant et sont supportés en un certain nombre de points, le dispositif distributeur (20.) déposant l'émail par-dessus la'largeur entière des moyens transporteurs (14) et un collecteur (23) recueillant l'émail tombant dans les zones situées entre les carreaux espacés.

11. Carreaux céramiques émaillés obtenus à l'aide d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou I l'aide d'un appareil selon Tune quelconque des revendications 6 â 10.