PT82964B

PT82964B - Aperfeicoamento nas instalacoes de secagem e de cozedura de produtos ceramicos

Info

Publication number: PT82964B
Application number: PT82964A
Authority: PT
Original assignee: Secem Soc Et Const Elect & M
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1992-08-31
Also published as: EP0208620B1; AU6005186A; US4772199A; EP0208620A1; DE3670361D1; ZA865204B; FR2584805A1; FR2584805B1; CA1276435C; PT82964A; AU585772B2; ES2000918A6; ATE51956T1

Description

Memória descritiva referente à patente de invenção de SOCIETE D’ETUDES ET DE CONSTRUCTIDNS ELECTRIQUES ET MECANIQUES SECEM, sociedade anónima francesa industrial e comercial, com sede em 4, rue Richepanse, 75001 Paris, França, para APERFEIÇOAMENTO NAS INSTALASSES DE SECAGEM E DE COZEDURA DE PRODUTOS CERÂMICOS.

Memória descritiva fabrico de produtos cerâmicos tais coma telhas, tijolos ou outros, faz-se geralmente por moldaçao e prensagem de argila, dando esta operação produtos crós ou verdes, maleáveis e deformáveis, que são sujeitos a uma operação de secagem, em condições de manutenção e sobre suportes concebidos para evitar a deformação. A seguir ã secagem, os produtos, tornados relativamente rígidos são enviados para a cozedura, em condições de manutenção e de suporte concebidos para permitir um empilhamento denso.

Nesta tecnologia os secadores são concebidos para utilizar massas de ar consideráveis envolvendo produtos relativamente dispersos, o que permite um grande caudal de ar por quilograma de água evacuada, com uma temperatura de extracção baixa (cerca de 35SC), enquanto que os fornos de cozedura são concebidos para operar em produtos muito acumulados, em suportes colec- 1 RTUG, · ·< ------tivos, com caudais de ar o menores possível mas em condições de estanqueidade severas, para melhorar o balanço térmico; as diferenças de estrutura e de condições de funcionamento impõem suportes diferentes para a secagem e para a cozedura; suportes individuais na secagem, concebidos para evitar as deformações, mas tendo que suportar apenas temperaturas baixas, portanto feitos com um material barato (madeira, matérial plástico); e suportes colectivos dos produtos secos para uma utilização máxima do volume do forno, devendo estes suportes ser feitos de materiais resistentes ãs altas temperaturas e suportar as transferências descendentes de carga à temperatura de cozedura, o que os torna caros. Uma manutenção de transferência de um tipo de suporte para o outro e de é pois necessária entre o dura.

um modo de empilhamento para □ outro forno de secagem e □ forno de cozeA presente invenção tem por objecto uma instalação que permita evitar estes inconvenientes, aumentando a produtividade do conjunto e diminuindo o consumo de energia.

a presente invenção é do tiqual vagões, carregados com e a cozer, se deslocam em contracorrente numa

A instalaçao segundo po dos fornos de tdnel contínuo, no produtos a secar circulação de ar de secagem e/ou de cozedura, circulando os referidos vagões numa fossa' cheia de água e estando providos na sua base de uma saia periférica permanentemente imersa na água em todo o seu perímetro; de do pressão dos gases na entrada dos produtos no forno de cozedura (que é também a pressão dos produtos no fim da referida zona intermediária (I)) pelo menos igual à pressão de ar na saida dos produtos do forno de secagem (que é também a pressão no início da referida zona intermédia), estando os dois fornos a instalação é caracterizada pelo facto o forno de secagem e o forno de cozedura serem separados um outro por uma zona intermédia, igualmente estanque, sendo e

providos de portas e compreendendo o conjunto formado pelo forno de secagem, a câmara intermédia, o forno de cozedura, na sua parte inferior, uma fossa contínua cheia de água na qual mergulham saias periféricas dcs vagões, de maneira que este conjunto seja rigorosamente estanque, estando o forno de secagem provido de meios de reciclagem parcial ou total e de reaquecimento do ar reciclado.

A presente invenção refere-se igualmente aos dispositivos seguintes.

Os produtos sao empilhados, sem contacto mútuo, nos vagões por meio de suporte (ou gazettes”) de cerâmica sobrepostos, compreendendo estes suportes de cerâmica, por um lado, elementos de calçamento contra a deformação, uma soleira provida de furos de passagem de ar e paredes laterais de sobreposição que asseguram as transferências de carga na empilhamento e a resistência ao esmagamento.

comprimento da câmara fechada intermediária é da ordem de grandeza do comprimento de um vagão.

avanço dos vagões no conjunto do forno de secagem-forno de cozedura é um avanço passo-a-passo, sendo o passo igual ou um submúltiplo inteiro do comprimento de um vagão, com as pilhas de suportes (gazettes”) equidistantes, com uma distân·· cia entre eixos igual ou submultipla do comprimento de um vagao e estando os meios de reciclagem de ar com reaquecimento reparti·· dos de maneira tal que a aspiração e a compressão fiquem situadau, em cada paragem, uma e a outra na direcção de um espaço que separa duas pilhas de suportes, espaço cujo comprimento é de alguns decímetros*

Os meios de reciclagem parcial ou total e de

reaqueciraento compreendem um canal de aspiraçao transversal em relação ao forno, aberto para baixo, ligado a um ventilador cuja conduta de compressão compreende um meio de aquecimento, tal como um queimador, e desemboca numa rampa paralela ao canal de aspiração, rampa que está dotada de injectores de ajustamento da velocidade.

Uma porta dupla em forma de antecâmara está prevista na saida do forno de cozedura, sendo a distância entre as duas portas da antecâmara maior que o comprimento de um vagão.

ar de secagem é insuflado em contra corrente na entrada da zona intermediária (que é igualmente a saida do forno de secagem) e evacuado por uma chaminé situada à entrada do referido forno de secagem; enquanto que o ar de cozedura é insuflado na saida do forno de cozedura e evacuado - pelo menos parcialmente - por uma chaminé situada na saida da zona intermédia que é também a entrada do forno de cozedura.

As vantagens próprias da presente invenção serão explicitadas a seguir na sequência da descrição de um exemplo de realização ilustrado pelo desenho anexo, cujas figuras repre sentams

A fig. 1, uma vista esquemática, em planta, de um conjunto de um forno de secagem e de um forno de cozedura segundo a presente invenção;

A fig. 2, uma vista em perspectiva esquemática de uma gazette” de suporte;

A fig. 3, uma vista esquemática em perspectiva que ilustra □ empilhamento dos produtos nos vagões;

da fig. 1;

A fig. 5, uma vista de recondicionamento do ar da fig* parcial de cima do conjunto

4;

A fig. 6, um suporte provido de produtosj e

A fig. 7, um corte esquemático do forno de secagem, feito por (AA) da fig. 1.

Com referência às figuras vê-se que, no exemplo de realização representado, o forno de secagem (S) e o forno de cozedura (C) são rectilíneos e estão no prolongamento um do outro. Esta disposição não S de modo nenhum limitativa, mas 6 preferida pelas vantagens de construção que apresenta.

forno de secagem (S) compreende uma porta (Pl) que se abre em cada entrada de um vagão para se fechar em seguida. 0 forno de cozedura (C) compreende uma porta de saida (P2) (no caso presente uma antecâmara com duas portas a fim de aumentar a estanqueidade e reduzir as perdas de calorias). Mas não há, de preferencia, qualquer porta na saida do forno de secagem (entrada da câmara fechada intermédia (I)) nem na entrada do forno de cozedura (saida da câmara fechada (I)) e o espaço interior do conjunto é de preferencia contínuo.

No interior deste conjunto, os produtos circulam em vagões (1) sobre os quais são dispostos em pilhas (2) por meio de suportes de cerâmica e o avanço dos vagões é um avanço passo-a-passo, sendo o passo igual à ou um submiíltiplo da distân cia entre eixos dos vagões.

Os suportes compreendem uma soleira perfurada (3)

- 5 que assegura □ apoio dos produtos, eventuais relevos de calçamento (não representados) para evitar a sua deformação e flancos laterais verticais (4) que permitem o empilhamento sem contacto dos produtos entre si e a transmissão vertical das cargas pelos flancos (4)·

Assim, os produtos atravessam de maneira contínua o forno de secagem e o forno de cozedura, sem manutenção intermediária e o seu empilhamento é feito de maneira a satisfazer simultaneamente às condições próprias dos suportes de produtos crós ou verdes (ausência de contacto entre os produtos, meios próprios para evitar a deformação) e as condições própriasi das suportes de produtos secos e para cozer (resistência às temperaturas, densidade de empilhamento, transmissão das cargas no empilhamento e circulação de ar). Para a realização desta nova tecnologia, a presente invenção preve que o forno de secagem e o forno de cozedura tenha uma estanqueidade muito grande e que os meios desta estanqueidade sejam os mesmos nos dois fornos, de tal modo que o conjunto possa formar um espaço fechado contínuo e que as pressões em cada zona possam ser rigorosamente controladas»

Para isso, utilizam-se de preferencia os meios de estanqueidade descritos na patente francesa N2. B2.022294, depositada em 12 de Fevereiro de 19B2, publicada com o nómero 2 521 704, em nome da empresa Hartmann Pàre &. Fils, estando as fossas interiores do forno de secagem (S) e do forno de cozedura (C) ligadas por uma fossa inferior prevista na câmara fechada intermediária (I), de maneira a formar uma fossa inferior contínua (22) a todo o comprimento do conjunto, ficando assim as saias (20) dos vagões continuamente mergulhadas na massa líquida (21) desta fossa, que assegura a junta hidraólica.

No entanto, uma tal disposição tem como conse- 6 quência que os produtos eosao

atravessam o forno de secagem sob a for ma de empilhamento de grande densidade, o que faz correr o risco de produzir condensações e escoamentos susceptíveis de provocar deformações ou alterações dos produtos crés.

É por isso que a presente invenção prevê um recondicionamento do ar de secagem, que é realizado por conjuntos (5) distribuídos pelo comprimento do forno (S) e que asseguram □ ar, o seu reaquecimento e a sua reinjecçao no forno.

De preferência, as pilhas são dispostas sobre os vagões de maneira a ficar equidistantes e separadas por um intervalo de alguns decímetros, por exemplo de 0,30 m a 0,50 m, sendo o intervalo entre duas pilhas adjacentes de dois vagões em contacto idêntico ao intervalo entre duas pilhas de um mesmo vagão (podem igualmente prever-se vagões com uma só pilha). Os conjuntos (5) estão situados em pontos que coincidem com a posição dos espaços entre pilhas, nas paragens do avanço passo-a-passo dos vagões.

Um exemplo de realização de um conjunto (5) está representado nas fig. 4 b 5 e é formado por um canal (6) transversal em relação ao forno, aberto para baixo, em forma de algeroz ou calha invertida, que constitui a abertura de aspiração; o canal (6) está ligado ao ventilador (7) pela conduta (8); o ar aspirado pelo ventilador (7) é descarregado pela canalização (9), que compreende meios de aquecimento (10), para uma rampa (11) provida de injectores (12) de ajustamento de velocidade do ar₀

No exemplo representado, a rampa (11) é coaxial com o canal, mas pode também ser paralela e contígua, ou ainda paralela e afastada do canal (6) a uma distancia próxima da distancia entre eixos das pilhas (2).

- 7 Μ®

Ο forno de cozedura (C) está provido, de maneira conhecida, dos meios de introdução de ar sob pressão (13), de meios de injecção de combustível' (14) e de uma chaminé de evacua· ção de produtos de combustão (15). Por seu lado, o forno de secagem (S) compreende meios de introdução de ar quente sob pressão (16) e, além dos conjuntos (5) atrás descritos, uma chaminé de evacuação (17).

Segundo a presente invenção, a câmara fechada intermédia (1) está provida de sensores de pressão (18) e (19), que controlam a pressão do ar nas extremidades desta câmara fechada (na saida do forno (5) e na entrada do forno (C) ) e meios, de preferência automáticos, são previstos para assegurar a regulação destas pressões. Actuar-se-à, par exemplo, na abertura da chaminé (15) e no ventilador de compressão do ar introduzido (16). A regulação das pressões em (18) e (19) é tal que a pressão em (19) seja igual ou maior que a pressão em (18). Quando as pressões em (18) e (19) forem iguais, não há fluxo de ar entre os fornos (C) e (S) e a câmara intermédia (I) é uma zona morta no que respeita à circulação de ar. Os produtos de combustão do forno (C) nao penetram no forno (S), e reciprocamente, apesar da ausência de portas e da continuidade de espaço entre os fornos.

Esta disposição ê muito importante, nomeadamente quando os produtos de combustão contêm sais soláveis resultantes da cozedura e que é preciso evitar que se depositem sobre os produtos em curso de secagem, para evitar fenómenos de eflorescencia.

Quando, pelo contrário, não é de temer este perigo, a presente invenção permite utilizar uma parte predeterminada das calorias dos produtos de combustão saidos da zona de cozedura para a secagem, regulando a pressão em (19) para um valor

6Q$0£>

maior que a pressão em (16), o que conduz a uma economia notável de energia.

Em todo □ caso, a pressão em (19) deve manter-se superior ã pressão em (18),

A presente invenção constitui uma verdadeira transformação tecnológica cujas vantagens são consideráveis, apesar do aumento dos investimentos e das despesas devidas ao emprego de suportes de cerâmica individuais ou pelo menos que evitem o contacto dos produtos entre si. Com efeito, os suportes cerâmicos são caros, frágeis e de curta duração. Era pois normal utilizar para a secagem suportes feitos de materiais baratos, tais como a madeira ou materiais plásticos, enquanto que na cozedura os suportes, necessariamente cerâmicas, eram concebidos para reunir um grupo ou pacote de produtos secos, portantc suficientemente rigidos para serem aglomerados ou colocados uns encostados aos outros, de maneira a reduzir ao mínimo as despesas com esses suportes.

Ao contrario destes dados, a instalaçao segundo e presente invenção multiplica os suportes cerâmicos (factor de multiplicação de 10 a 15) e portanto aumenta os custos de instalação e de renovação de suportes, e de manutenção (visto que a manutenção incide sobre suportes frágeis muito mais numerosos).

No entanto, nas unidades clássicas de secagem e de cozedura, a duração do ciclo de secagem é da ordem de 24 horas e a do ciclo de cozedura da ordem das 48 horas.

Estas durações resultam, no que se refere â secagem, da utilização de grandes caudais de ar a uma temperatura de extracção baixa (cerca de 352C); e no que respeita ao forno de cozedura, essas durações resultam da utilização de suportes

colectivos de produtos secos, contendo por exemplo Θ0 Kg de produtos num volume de 130 dm , modo de empilhamento com forte inércia térmica, devido ao facto de os produtos estarem apertados entre si opondo-se à circulação do ar.

A combinação da presente invenção na qual os suportes de cozedura tem características de suportes de secagem enquanto que o empilhamento tem .as características de um empilhe, mento de suportes de cozedura permite ao mesmo tempo suprimir a manutenção entre o forno de secagem e o forno de cozedura e reduzir as durações dos ciclos a valores que podem atingir 6 horas para a secagem e 9 horas para a cozedura.

Esta redução enorme dos ciclos é devida a que o caudal de ar na secagem é muito menor, mas compensado por um reaquecimento sistemático ao longo do secador, sendo a temperatura do ar extraído mais elevada (60^fiC)j para a cozedura é mais pequena a inércia térmica do modo de empilhamento, podendo o vo3 lume de um suporte ser da ordem de 7 dm para um pesa de 6 Kg, e ainda ao facto de a utilização de fornos com estanqueidade muito elevada permitir controlar e detectar de maneira considerável as pressões e diminuir a quantidade de ar necessária para o tratamento dos produtos.

Assim, num forno de cozedura clássico, a pressão á da ordem de 2,5 mm de água e o consumo de ar da ordem de 3 a 4 toneladas por tonelada de produtos tratados, enquanto que a instalação segundo a presente invenção pode funcionar sob uma pressão de 100 mm de água e consumir 1,5 toneladas de ar por tonelada de produto»

Os aumentos de produtividade e as economias de energia assim realizadas compensam largamente os custos suplementares provocados pelas existências necessárias em armazém e o

- 10 consumo de suportes cerâmicos

Uma outra vantagem da presente invenção consiste em reduzir consideravelmente a poluição, pelo facto de se reduzirem as quantidades de ar empregadas.

Finalmente, a presente invenção permite realizações até agora difíceis e nomeadamente a cozedura de produtos esmaltados e uma combustão mais racional.

Com efeito, para a cozedura de produtos esmaltados, é muito importante evitar os contactos entra produtos que provocam defeitos no esmalte.

Pelo próprio facto de a secagem e a cozedura serem aqui realizadas sem manutenção intermediária e pelo modo de empilhamento nos suportes que evita todo contacto entre os produtos, torna-se possível, sem qualquer medida suplementar a não ser uma aplicação de esmalte após a moldação dos produtos, fabricar produtos esmaltados sem riscos de alteração do esmalte.

Do mesmo modo, devido ao facto de os produtos estarem separados, torna-se possível, sem disposições especiais, obter efeitos de brilho (flashing”) mais satisfatórios.

A presente invenção é susceptível de variantes e de adaptação segundo a forma e a natureza dos produtos a secar e a cozer. Os comprimentos respectivos dos fornos, das durações dos ciclos, a utilização dos produtos de combustão na secagem, o nómero de pilhas por vagão, o ndmero de produtos por suporte e a forma destes poderão variar de caso para caso.

Os suportes da fig. 2 poderão ser concebidos como suportes individuais, por exemplo no caso de telhas em forma,

Ά mas podem igualmente conceber-se os suportes para levar vários produtos, como se representa na fig. 6* A característica essencial mantém-se: estes produtos são dispostos sem contacto métuo, convenientemente calçados e apoiados numa soleira perfurada (3) e os flancos laterais (4) asseguram □ empilhamento por sobreposição de suportes, a transmissão de cargas e a resistência mecânica ao esmagamento»

Claims

R E I V I N D I C A Ç 8 E S

- 1§ Instalação de secagem e de cozedura para produtos cerâmicos, do tipo com tdnel, contínua, na qual vagões carregados de produtos a secar e a cozer se deslocam em contra corrente numa circulação de ar de secagem e/ou de cozedura, circulando os referidos vagões numa fossa cheia de água e estando providos na sua base de uma saia periférica permanentemente imersa na água em toda a sua periferia, caracterizada pelo facto de o forno de secagem (S) e o forno de cozedura (C) serem separados um do outro por uma zona intermédia (I), também estanque, sendo a pressão dos gases na entrada dos produtos no forno de cozedura (C) (que é também a pressão no fim da referida zona intermédia (I)) pelo menos igual à pressão na saida dos produtos do forno de secagem (S) que é também a pressão no início da referida zona intermédia), estando os dois fornos providos de portas ( (Pl) e (P2) ) e compreendendo o conjunto formado pelo forno de secagem (S) e a câmara fechada intermediária (I) e o forno de cozedura na sua parte inferior, uma fossa contínua cheia de água, na qual mergulham as sais periféricas (20) dos vagões (1) de modo que este conjunto seja rigorosamente estanque, estando o forno de secagem (3) provido de meios de reciclagem parcial ou total e de reaquecimento de ar reciclado»

- 22 Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os produtos serem empilhados sem contacto entre si nos vagões, por meio de suportes (gazettes) cerâmicos, sobrepostos, compreendendo estes suportes cerâmicos por um lado elementos de calçamento contra a deformação, urna soleira (3) provida de furos de passagem de ar e paredes laterais (4) de sobreposição que asseguram as transmissões de carga no empilhamento e a resistência ao esmagamento»

Instalação de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o comprimento da câmara intermediária (I) ser da ordem de grandeza do comprimento de um vagão (1).

- 4a -

Instalação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o avanço dos vagões no conjunto do forno de secagem-forno de cozedura ser um avanço passo-a-passo, sendo o passo igual ou um submiíltiplo inteiro do comprimento de um vagão, sendo as pilhas dos suportes (2) equidistantes, com uma distância entre eixos igual ou submultipla do comprimento de um vagão e estando os meias de reciclagem de ar com reaquecimento distribuídos de maneira tal que a aspiração e a descarga se encontram, em cada passagem, situadas uma e outra na direcção de um espaço que separa duas pilhas (2) de suportes, espaço cujo comprimento é de alguns decímetros.

Instalação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por estes meios compreenderem um canal de aspiração (11) transversal em relação ao forno, aberto para baixo, ligado a um ventilador (7) cuja conduta de descarga compreende um meio de aquecimento (10) tal como um queimador, e desemboca numa rampa paralela ao canal de aspiração, a qual está provida de injectores (12) de ajustamento de velocidade·

Instalaçao de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por na saida do forno de cozedura se prever uma porta dupla (P2) em forma de antecâmara, sendo a distância entre as duas portas maior que □ comprimento de um vagão.

- 72 Instalação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por 0 ar de secagem ser insuflado em contracorrente na entrada da zona intermédia (I) (que é igualmente a saida do forno de secagem (S)) e evacuado por uma chaminé (17) situada na entrada do referido forno de secagem (S), enquanto que o ar de cozedura é insuflada na saida do forno de cozedura (C) e evacuado - pelo menos parcialmente - por uma chaminé (16) situada na saida da zona intermédia (I) que é também a entrada do forno de cozedura (C)·

- 14 A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi depositado na França em 12 de Julho de 1985, sob o n2. 85 10712.