L'automatisation joue un rôle de plus en plus important dans les briqueteries modernes. Avec l'augmentation des capacités de production et l'introduction de séchoirs tunnel, de fours tunnel et de systèmes de manutention automatisés, le déplacement et l'empilage des briques crues sont devenus un élément essentiel de l'efficacité globale de la production.

L'une des technologies clés utilisées à ce stade est le robot empileur de briques .

Un robot d'empilage de briques est conçu pour prélever automatiquement les briques vertes fraîchement moulées, les transporter jusqu'à un emplacement prédéfini et les disposer selon un schéma d'empilage programmé. Au lieu de dépendre entièrement de la manutention manuelle, ce système robotisé peut se coordonner avec les équipements de découpe, de groupement, de séchage et de chargement des briques dans les fours.

Les systèmes automatiques de manutention des briques vertes sont généralement installés entre les équipements de formage/découpe et les équipements de séchage ou de cuisson. Leurs principales fonctions consistent à grouper, transférer, positionner et empiler les briques selon les exigences de la ligne de production.

Qu'est-ce qu'un robot empileur de briques ?

Le robot empileur de briques est un système robotique industriel utilisé pour manipuler et empiler les briques lors du processus de production.

Après leur extrusion et leur découpe, les briques restent relativement fragiles. Ces briques fraîchement formées sont communément appelées briques vertes . Avant le séchage ou la cuisson, il est nécessaire de les disposer selon un motif approprié.

Le robot effectue plusieurs opérations de base :

1. Récupérez les briques vertes du système de transfert ou de regroupement.
2. Déplacez les briques vers l'emplacement d'empilage désigné.
3. Faites pivoter ou ajustez les briques si nécessaire.
4. Libérez les briques selon le schéma programmé.
5. Répétez le cycle jusqu'à ce que la pile requise soit complète.

Le schéma de déplacement exact dépend des dimensions des briques, de la capacité de production, de la configuration du four ou du séchoir et de la méthode d'empilage requise.

Pourquoi l'empilement de briques vertes est-il important ?

L'étape d'empilage peut paraître simple, mais elle peut influencer l'efficacité de toute la chaîne de production de briques.

Un mauvais agencement des briques peut engendrer des problèmes lors du séchage et de la cuisson. Par exemple, un espacement irrégulier peut affecter la circulation de l'air, tandis qu'un empilement instable peut accroître le risque d'effondrement ou de dommages.

C’est pourquoi les briqueteries automatisées modernes privilégient souvent la régularité de l’empilement et la précision du positionnement plutôt que la simple augmentation de la vitesse de déplacement des robots.

Un système d'empilage automatique bien conçu permet de créer des agencements de briques répétables et de réduire la dépendance aux opérations d'empilage manuelles. Les fournisseurs d'équipements industriels considèrent généralement le schéma d'empilage, la résistance des briques crues, la portée du robot, la charge utile et la configuration du séchoir/four comme des facteurs importants lors du choix d'un système d'empilage robotisé.

Comment fonctionne un robot empileur de briques automatique ?

Une machine d'empilage de briques automatique typique fonctionne grâce à la coordination entre le mouvement mécanique, les capteurs, le logiciel de contrôle et le système de préhension du robot.

Étape 1 : Transfert de briques vertes

Après extrusion et découpe, les briques vertes transitent par un convoyeur ou un système de regroupement.

Les briques sont disposées selon un agencement prédéterminé avant d'être ramassées par le robot.

Étape 2 : Fixation des briques

Le robot déplace sa pince vers les briques vertes.

Le système de préhension doit être conçu en fonction des dimensions, de la forme, du poids et de la résistance de la brique. Différents types de briques peuvent nécessiter différentes configurations de préhension.

Étape 3 : Mouvement robotique

Le bras robotisé soulève les briques et les déplace vers l'emplacement cible.

Le mouvement servo-commandé permet un positionnement précis et un fonctionnement répétable. Les systèmes industriels d'empilage de briques peuvent également utiliser un positionnement programmable afin de réaliser différents schémas d'empilage.

Étape 4 : Positionnement et empilement

Le robot place les briques à l'emplacement programmé.

Selon la conception du produit, le robot peut changer d'orientation entre les couches afin de créer une structure d'empilement stable.

Étape 5 : Opération répétée

Le robot répète le cycle de prélèvement et de placement jusqu'à ce que la pile requise soit complète.

La pile ainsi formée peut ensuite passer à l'étape de séchage ou de cuisson.

Caractéristiques principales du robot empileur de briques

Le robot empileur de briques présenté dans la conception du produit est construit autour de plusieurs composants et fonctions importants.

Postes de travail flexibles

Le robot peut être configuré pour fonctionner à différentes positions en fonction de la configuration de la ligne de production.

Ceci est particulièrement utile lorsque l'espace disponible en usine, le sens du convoyeur, l'entrée du séchoir ou la disposition des wagons de four diffèrent d'un projet à l'autre.

Entraînement du servomoteur

A Le servomoteur assure un mouvement et un positionnement contrôlés.

Pour la manutention robotisée des briques, la précision des mouvements est importante car la pince doit s'approcher, soulever, transporter et relâcher les briques à des positions prédéterminées de manière répétée.

Réducteur RV

Le réducteur RV est un composant de transmission mécanique important utilisé dans les systèmes de mouvement robotisés.

Il contribue à la transmission du couple et permet un mouvement contrôlé du bras du robot.

Empilage personnalisé

Les briqueteries peuvent produire des briques de tailles et de types différents.

Par conséquent, un système d'empilage ne doit pas être considéré comme une solution unique. Le dispositif de préhension, la trajectoire de déplacement, le programme d'empilage et la disposition finale peuvent être conçus en fonction des conditions réelles de production des briques.

Deux itinéraires de production typiques

Route 1 (Automatisation élevée)

Gangue de charbon brut → Concasseur à marteaux grossier → Convoyeur à bande → Alimentateur à plaques → Concasseur et crible multi-étapes → Mélangeur à double arbre → Convoyeur à bande réversible → Silo de maturation → Pelle à godets multiples → Alimentateur à caisson → Extrudeuse mélangeuse → Extrudeuse à briques sous vide à deux étages → Découpe en bandes et découpe de briques → Machine d'empilage automatique de briques → Wagon de four → Système de séchage des briques → Four tunnel de cuisson → Déchargement automatique → Inspection et livraison des briques finies.

Route 2 (Semi-automatisation)

Trémie de matières premières → Alimentateur vibrant → Concasseur à marteaux grossier → Convoyeur à bande → Concasseur à marteaux → Crible vibrant haute fréquence → Mélangeur à double arbre → Silo de maturation → Récupération manuelle → Alimentateur à caisson → Extrudeuse mélangeuse → Extrudeuse de briques sous vide à deux étages → Coupeuse de bandes, coupeuse de briques et convoyeur de corps verts → Mise en place manuelle des briques → Four de séchage tunnel et four de cuisson tunnel → Déchargement manuel → Inspection de la qualité et expédition.

Les ingénieurs peuvent combiner ces deux flux de travail en fonction de la taille de l'usine, du coût de la main-d'œuvre et de la disponibilité des matières premières.

Sélection des équipements et concassage des matières premières

La granulométrie des matières premières influe directement sur la qualité finale de la brique crue . Deux grandes catégories de briques présentent des exigences de concassage distinctes :

1. 1. Briques pleines et briques perforées à faible porosité : granulométrie inférieure à 2,5 mm. Système de concassage à deux étages : concasseur à mâchoires + concasseur à marteaux.
2. 2. Briques creuses non porteuses à haute porosité : granulométrie inférieure à 1,5 mm. Un concassage en deux ou trois étapes est possible. L’ajout d’un broyeur à rouleaux fin permet d’obtenir des particules encore plus fines. Les matériaux peu plastiques bénéficient grandement d’un vieillissement après concassage.

Concasseur à marteaux grossier : Conçu pour les matières premières de dureté moyenne telles que les stériles de charbon et les schistes bitumineux. Il peut traiter des blocs bruts jusqu'à 500 mm. Les matériaux de grande taille sont fragmentés par impact dans la chambre primaire, et les matériaux de taille moyenne sont concassés plus finement dans la chambre secondaire. Le tamis inférieur sépare automatiquement les fines conformes. Il est largement utilisé pour le concassage primaire dans les briqueteries automatisées .

Concasseur à marteaux : Concasseur à percussion pour matières premières friables. Le remplacement des grilles permet d'ajuster la finesse de concassage. Le concasseur à marteaux à rotor simple offre un taux de concassage de 10 à 15 ; celui à double rotor atteint 20 à 30. L'humidité des matières premières doit être maintenue à 8 % maximum, sous peine de colmatage des grilles. Ce concasseur n'est pas adapté aux roches collantes ou très dures.

Sélection des silos vieillissants pour l'homogénéisation des matières premières

Le traitement de vieillissement de la matière première homogénéise l'humidité et la distribution des particules au sein du mélange de stériles de charbon. Après vieillissement, l'indice de plasticité augmente et les défauts de séchage et de cuisson diminuent significativement. Un vieillissement de 4 jours réduit le taux de rebuts au séchage de 12 % et le taux de rebuts à la cuisson de 6 %.

Trois types de silos de vieillissement largement utilisés :

1. 1. Silo de vieillissement pour chargeurs : méthode d'empilement conique, structure simple. Idéal pour les matières premières présentant une faible variation de composition.
2. 2. Silo de maturation à récupération manuelle : Construction compacte, contact avec l’air réduit. Il assure une excellente maturation. Pour une usine produisant 60 millions de briques standard par an, seulement deux opérateurs par poste sont nécessaires. Il est particulièrement adapté aux petites et moyennes briqueteries.
3. 3. Silo de récupération pour pelle multi-godets : conception semi-enterrée. La pelle multi-godets prélève les matériaux du silo de manière uniforme. Un seul opérateur suffit pour effectuer la récupération. L’empilement en vague réduit la ségrégation des particules. Cette conception exige une structure de bâtiment plus robuste pour les convoyeurs suspendus, ce qui augmente le coût de construction. Elle est privilégiée pour les grandes briqueteries modernes.

Contrôle de la formation des pâtes de briques vertes

Le formage détermine la précision dimensionnelle et la résistance mécanique de la brique crue . Après maturation, les matières premières sont extrudées par une extrudeuse à briques sous vide à deux étages . Les exigences standard sont les suivantes : pression d’extrusion ≥ 1,5 MPa et vide > 80 %. Pour les briques cuites de qualité supérieure à haute résistance, une pression ≥ 2,2 MPa et un vide ≥ 88 % sont obligatoires.

Défauts de formage courants : résistance insuffisante de la pièce crue, faible densité apparente, instabilité dimensionnelle à la coupe. Causes principales : humidité excessive de la matière première, pression d’extrusion insuffisante, granulométrie inadaptée ou lames de coupe mal alignées. Solutions : correction de l’humidité de la matière première, augmentation de la pression d’extrusion, optimisation de la granulométrie et étalonnage des machines de coupe.

Optimisation du processus de séchage

Le système de séchage des briques empêche les fissures lors de l'élimination de l'humidité. Principaux paramètres du fluide de séchage : température d'entrée 120–150 °C, température de sortie 35–45 °C, humidité relative de sortie 90–95 %, vitesse du flux d'air 1,5–4,5 m/s.

Les courbes de température et d'humidité doivent évoluer progressivement, sans variations brusques. Les opérateurs doivent maintenir un point de pression nulle stable à l'intérieur de la chambre de séchage. Le cycle de séchage est déterminé par le coefficient de sensibilité au séchage K.

• 1. K<1 : 12 à 20 heures
• 2. K=1~1,5:20–26 heures
• 3. K=1,5~2:26–32 heures
• 4. K > 2 h 32 à 48 h

Procédés de cuisson et types de fours

Trois types de fours pour la production de briques cuites au charbon :

1. 1. Four annulaire : Convient aux briqueteries de petite et moyenne taille. Cuisson continue avec garnissage fixe. Les gaz de combustion préchauffent les briques crues, et l’air chaud provenant de la zone de refroidissement favorise la combustion. Température des gaz de combustion à la sortie : environ 100–150 °C.
2. 2. Four annulaire à voûte tripale amélioré : voûte plus régulière, différence de température réduite entre les sections transversales, moindre résistance aux gaz et vitesse de cuisson accrue. Les conduits de fumée principaux sont hors sol, ce qui simplifie les travaux de génie civil. Le chargement et le déchargement mécanisés réduisent la pénibilité du travail et permettent un investissement moindre que pour les grands fours tunnels à voûte plate.
3. 3. Four tunnel à voûte plate de grande section pour briques : Solution idéale pour les projets modernes de fabrication de briques cuites au charbon . Il garantit un rendement élevé, une faible consommation de combustible et une qualité de briques constante. Disponible en largeurs de 4,6 m, 6,9 m et 9,2 m.

La courbe de cuisson comprend les phases de préchauffage, de maintien à haute température et de refroidissement. La température de cuisson standard pour les briques de gangue de charbon est d'environ 1050 °C. Le maintien prolongé à basse température assure un frittage homogène. Un contrôle précis du refroidissement est nécessaire à 573 °C et 230 °C afin d'éviter les fissures dues à la transformation de phase du quartz.

Pour les lignes de production modernes de briques et de tuiles , les fissures de séchage des briques crues, dues à un séchage trop rapide, constituent un problème technique majeur qui nuit à l'efficacité de la production et à la qualité des briques cuites . De nombreuses briqueteries rencontrent des problèmes de fissures après l'empilage des briques crues par un système d'empilage , simplement parce que la vitesse de séchage est mal réglée. Comprendre les causes profondes et appliquer un contrôle standardisé du processus permet de prévenir efficacement ces fissures .

Le séchage anormal et la fissuration des briques crues sont principalement dus à deux facteurs. Premièrement, des variations brusques du régime de séchage . Les pics ou les chutes de température et d'humidité à l'intérieur des tunnels de séchage perturbent la déshydratation progressive des briques crues . La perte d'eau inégale empêche le retrait synchrone et provoque des fissures de séchage . Deuxièmement, un séchage trop rapide, amorcé avant le point critique , nuit à la stabilité structurelle des briques crues fraîches. Un séchage excessivement rapide compromet directement cette stabilité.

La température du fluide de séchage , variable essentielle du processus, détermine la capacité de déshydratation de votre système. Dans une plage raisonnable, son augmentation améliore l'efficacité du séchage et raccourcit le cycle de production des briques cuites . Cependant, une température extrême ou une brusque montée en température provoque un déséquilibre important de l'humidité. La surface de la brique crue perd de l'eau et se rétracte rapidement, tandis que l'humidité interne ne peut se diffuser suffisamment vite vers l'extérieur. Il en résulte un important retrait entre la surface et le cœur.

Cette différence de retrait engendre des contraintes de traction continues à l'intérieur de la brique crue . Lorsque ces contraintes dépassent la résistance superficielle intrinsèque de la brique crue , des fissures de séchage visibles apparaissent. Afin d'optimiser la technologie de séchage de votre ligne de production de briques et de tuiles , les fabricants doivent éviter les changements brusques de régime de séchage et contrôler la vitesse de séchage avant d'atteindre le point critique , afin d'éliminer définitivement les fissures dues à un séchage rapide.

1. Maximiser le rendement thermique grâce à une combustion complète du carburant

La combustion est un processus d'oxydation qui libère de l'énergie thermique. Une combustion complète du combustible nécessite un apport suffisant d'air. Lorsqu'elle est totale, aucun gaz combustible ne subsiste dans les fumées et le combustible solide ne laisse aucun résidu combustible.

La combustion incomplète gaspille l'énergie du combustible. Deux scénarios :

1. 1. Combustion incomplète des gaz : manque d’oxygène. Le combustible ne peut achever son oxydation, laissant des gaz combustibles dans les fumées.
2. 2. Combustion incomplète solide : volume d'air suffisant, mais mauvais contact entre le carburant et l'air, créant un déficit local en oxygène.

La combustion complète garantit que toute la chaleur du combustible est utilisée pour chauffer les briques vertes destinées à la cuisson.

2. Optimiser l'échange de chaleur et le flux de gaz interne du four

La cuisson des briques repose sur le transfert de chaleur des gaz de combustion chauds aux briques crues . Le flux d'air traverse toutes les zones du four : zone de préchauffage, zone de cuisson et zone de refroidissement.

L'air préchauffé provenant de la zone de refroidissement pénètre dans la zone de cuisson pour favoriser la combustion du combustible. Les gaz de combustion chauds issus de la zone de cuisson sont dirigés vers la zone de préchauffage afin d'évaporer l'humidité contenue dans les briques crues. L'air froid entrant dans le four refroidit les briques chaudes une fois cuites. Un flux de gaz stable est essentiel au bon fonctionnement du four tunnel . Sans une bonne circulation des gaz, les pertes de chaleur sont importantes et la consommation d'énergie augmente considérablement.

3. Optimiser la disposition des briques pour ajuster la résistance au flux d'air

L'empilement des briques forme des piles à l'intérieur du four. La disposition doit être adaptée aux caractéristiques de flux de gaz, à la structure du four et au type de combustible. Ces piles créent une résistance à l'écoulement d'air qui peut être ajustée.

Une densité d'empilement plus faible diminue la résistance et augmente le débit d'air, améliorant ainsi le transfert de chaleur et les conditions de combustion. Lors de la conception des schémas d'empilement :

• 1. Maintenez l'empilement clairsemé dans des limites appropriées.
• 2. Brique cuite extérieurement : partie supérieure dense, partie inférieure clairsemée ; partie centrale dense, partie intérieure secondaire dense, partie extérieure clairsemée ; partie transversale dense, partie longitudinale clairsemée ; partie intérieure du four incurvé dense, partie extérieure clairsemée.
• 3. Briques cuites à l'intérieur : parties supérieure dense, partie inférieure clairsemée, bords denses, milieu clairsemé. Prévoir des espaces près des conduits de fumée secondaires pour une répartition uniforme du flux d'air dans la section transversale du four.

Une bonne conception de l'empilage améliore le rendement du four, la qualité des briques et réduit la consommation de combustible. Un mauvais empilage entraîne une température inégale et un gaspillage d'énergie.

4. Gestion des opérations du four de raffinage

Un contrôle précis du fonctionnement permet de réduire les pertes d'énergie lors de la cuisson des briques :

1. 1. Contrôler l'humidité résiduelle des briques vertes sèches. Une teneur en eau plus faible réduit la chaleur nécessaire à l'évaporation et accélère le préchauffage.
2. 2. Maintenir la stabilité de la position et de la longueur des zones de préchauffage, de cuisson et de refroidissement. Toute dérive des zones thermiques entraînera un gaspillage de chaleur supplémentaire.
3. 3. Réglez correctement les registres du four pour récupérer la chaleur résiduelle. Une meilleure récupération de cette chaleur permet de réduire la consommation énergétique globale.
4. 4. Assurez une bonne étanchéité du four. Les fuites de gaz chauds et les infiltrations d'air froid sont les principales sources de pertes de chaleur.
5. 5. Réduire la durée du cycle du four afin de diminuer les pertes de chaleur du corps du four et des wagons.
6. 6. Améliorer le rendement en briques finies. Cela permet de réaliser des économies d'énergie considérables, en réduisant la consommation de chaleur, d'électricité, de main-d'œuvre et de matières premières, et en prolongeant la durée de vie des machines.

Pour toutes les entreprises de production de briques industrielles , l'amélioration du rendement et de la qualité des briques cuites est l'objectif principal de la production et de l'exploitation. La plupart des fabricants se concentrent sur la modernisation des équipements de cuisson et l'ajustement des paramètres de cuisson pour améliorer les performances du produit, mais négligent le rôle déterminant du séchage des briques crues . En production industrielle, l'optimisation du séchage est pourtant la solution la plus rentable pour augmenter la production, réduire le taux de défauts et améliorer la rentabilité.

Contrairement aux procédés de mélange, de moulage et de cuisson , le séchage constitue l'étape limitante de l'ensemble de la chaîne de production. Qu'on utilise la technologie traditionnelle de séchage naturel en four annulaire ou la technologie avancée du four tunnel à cuisson unique , la qualité du séchage des briques crues humides influe directement sur la capacité de production finale. Un séchage stable et efficace garantit une structure homogène de la brique, réduit les fissures et les déformations, et améliore fondamentalement la qualité globale des briques cuites .

Le contrôle de l' humidité des briques crues est la première étape pour optimiser le séchage. L'humidité libre , l'humidité adsorbée et l'humidité chimiquement liée présentent des propriétés physiques et des seuils d'élimination différents. Seule l'humidité libre doit être complètement éliminée lors du séchage ; l'humidité adsorbée maintient un équilibre dynamique avec l'environnement, et l'humidité chimiquement liée est décomposée et éliminée lors de la cuisson à haute température. L'humidité de la matière première et l'ajout d'eau artificielle lors du moulage sont les principales sources d' humidité des briques crues . Réduire la teneur en eau de moulage et améliorer la pression d'extrusion permettent d'éviter efficacement une humidité excessive et une résistance insuffisante des briques crues .

Un empilage inadéquat est un autre facteur clé de la mauvaise qualité du séchage. Un empilement trop important dépasse la limite de charge des briques humides inférieures, provoquant une déformation irréversible et des dommages structurels internes. Des normes d'empilage scientifiques et raisonnables permettent de garantir l'intégrité des briques crues pendant le séchage et la cuisson , améliorant ainsi considérablement le rendement du produit fini.

Pour optimiser le système de séchage, les entreprises doivent maîtriser les principes fondamentaux du transfert de chaleur et du transfert de masse . Le mécanisme de séchage en quatre étapes (accélération, vitesse constante, décélération, stabilisation) fournit un cadre théorique pour le réglage des paramètres. En fonction des caractéristiques des matières premières et des équipements de la ligne de production, les fabricants peuvent définir une courbe de séchage cible afin d'obtenir les paramètres optimaux de température, d'humidité et de débit d'air à chaque étape.

Lors du réglage des paramètres, les entreprises doivent éviter l'erreur consistant à « augmenter aveuglément la température de séchage ». Un séchage efficace repose sur l'adéquation de la température à un volume d'air et une vitesse de flux d'air suffisants. Une circulation d'air chaud adéquate garantit une répartition uniforme de la chaleur dans la chambre de séchage , assure une déshydratation interne et externe simultanée des briques crues et prévient les défauts de séchage localisés tels que les fissures superficielles et l'humidité interne.

Le recyclage des résidus de charbon de qualité inférieure pour la fabrication de briques cuites constitue une solution d'économie circulaire rentable pour les régions minières. Cependant, de nombreux projets de briqueteries neuves connaissent d'importants problèmes de qualité, car les opérateurs négligent l'évaluation des matières premières et utilisent des équipements ou des procédés de cuisson inadaptés. Pour transformer les résidus de charbon de faible qualité en briques pleines, briques creuses et blocs creux conformes aux normes, des contrôles techniques systématiques doivent être mis en œuvre à toutes les étapes : essais des matières premières, cuisson par combustion interne, formage par extrusion, configuration de séchage et de cuisson, et élimination des défauts.

La caractérisation des matières premières est une étape primordiale avant tout investissement dans une ligne de production de briques cuites entièrement automatisée . Des analyses chimiques et physiques complètes, ainsi que des essais thermiques de frittage, doivent être réalisés sur les échantillons de résidus de charbon. Ces analyses portent sur la composition chimique, le pouvoir calorifique, l'indice de plasticité, le coefficient de sensibilité au séchage, la granulométrie, la dureté, le retrait linéaire au séchage et à la cuisson, la plage de températures de frittage, l'absorption d'eau après cuisson, le test d'éclatement à la chaux et le test d'efflorescence. Une analyse de la composition minérale est effectuée si nécessaire.

Seules des données d'essais permettent de valider l'aptitude des résidus de charbon à la fabrication de briques, de déterminer les catégories de briques cibles et d'orienter le choix du système de préparation des matières premières , des machines de formage et du four tunnel . Il ne faut jamais lancer la construction d'une briqueterie sur la seule base d'un jugement empirique.

Remarques importantes concernant les essais d'indice de plasticité : broyer tous les échantillons à une taille inférieure à 1 mm et utiliser un appareil de mesure combiné des limites de plasticité. La dimension des particules influe considérablement sur la plasticité. Par exemple, un échantillon de schiste broyé à moins de 1 mm présente un indice de plasticité de 7,2 ; le même échantillon broyé à moins de 0,5 mm atteint un indice de plasticité de 11,2. La taille des particules utilisées en laboratoire (1 mm) correspond à la taille cible de production réelle (2 mm). Les particules plus grosses risquent d'obstruer le cône de test et de fausser les résultats.

La cuisson en une seule étape nécessite l'empilement de plusieurs couches de briques crues sur les wagons du four, ce qui a tendance à produire des marques de pression noires sur les surfaces de contact. Outre le procédé de cuisson lente à basse température, il est conseillé d'étaler une fine couche de sable sur chaque brique encore humide afin de favoriser la circulation d'air entre les couches. On peut également opter pour un empilement à plat plutôt que vertical, de sorte que les marques de pression apparaissent sur les surfaces de coupe et n'affectent pas les faces visibles des briques.

Les résidus de charbon de qualité inférieure contiennent des composants minéraux nocifs qui déclenchent des explosions de chaux et des efflorescences.

• L'éclatement de la chaux est dû aux impuretés de calcite et de calcaire. Lors de la cuisson, ces impuretés se transforment en chaux vive (CaO). Après la sortie du four, la chaux vive absorbe l'humidité ambiante et se transforme en chaux éteinte, provoquant une forte expansion volumique et la destruction de la structure de la brique. Le broyage des particules de matières premières à une granulométrie inférieure à 2 mm et l'humidification des briques chaudes, fraîchement sorties du four, permettent d'éviter efficacement ce phénomène.
• L'efflorescence est due à la présence de sels solubles, tels que le sulfate de magnésium et le sulfate de sodium, formés lors de la cuisson. Ces sels migrent avec l'eau à l'intérieur des briques et précipitent sous forme de poudre cristalline blanche à leur surface après évaporation de l'eau. Améliorer la finesse des matières premières et prolonger la durée de cuisson et de maintien à la chaleur permet de transformer les sels solubles en silicates insolubles dans l'eau et ainsi de limiter l'efflorescence.

La section transversale à cœur noir est typique des briques de charbon à combustion interne. Deux causes principales expliquent ce phénomène : une température et un temps de cuisson insuffisants, entraînant une combustion interne incomplète ; et une montée en température trop rapide, provoquant un frittage superficiel prématuré et une réduction par déficit d’oxygène à l’intérieur des briques. Il convient de réguler la pente de montée en température et de prolonger la durée de cuisson à basse température afin d’assurer une pénétration suffisante d’oxygène dans les briques crues, de réduire le nombre de briques à cœur noir surcuites et d’éliminer les défauts de sous-cuisson.

Pour les résidus de charbon de faible qualité présentant des caractéristiques chimiques, physiques et minérales uniques, des solutions de traitement personnalisées peuvent être déployées pour fabriquer des briques cuites de haute qualité.

La demande mondiale de tuiles en terre cuite reste stable dans les secteurs de la construction résidentielle, de la rénovation et de la restauration du patrimoine. Contrairement aux grandes usines de briques et de tuiles fonctionnant en continu sur des lignes de production à haut rendement, de nombreux fabricants de taille moyenne et petite se concentrent sur les tuiles de formes sur mesure , les éléments de restauration de bâtiments historiques et les commandes en petites séries.

Pour les petits ateliers de fabrication de carreaux, investir sans discernement dans d'immenses lignes de production entièrement automatisées engendrera un taux d'inactivité élevé et un gaspillage de capital. De nombreux propriétaires d'usines sont perplexes : quel type d'équipement de formage offre le meilleur compromis entre flexibilité, rendement et coût d'investissement pour la fabrication de carreaux en terre cuite sur mesure ?

Dans les ateliers de fabrication de tuiles en terre cuite traditionnelles, l'estampage manuel ou le pressage mécanique simple entraînent souvent une densité irrégulière des carreaux, une planéité de surface instable et un taux de rebut élevé. Une faible compacité réduit la durée de vie des carreaux exposés à la pluie, au gel et aux UV en extérieur. C'est pourquoi la technologie de pressage hydraulique des carreaux constitue une solution fiable pour une production flexible de carreaux.

La presse hydraulique automatique pour tuiles en terre cuite est spécialement conçue pour la fabrication en petites séries de tuiles de formes variées. Grâce à une pression hydraulique de plus de 100 tonnes, cette machine assure une compression stable des matières premières en terre cuite. Les opérateurs peuvent changer de moule pour produire différents profils de tuiles et éléments décoratifs, sans avoir à reconstruire l'ensemble de la ligne de production.

Dans la fabrication de briques cuites , la plasticité de l'argile est un indicateur technique essentiel de la préparation des matières premières. Elle détermine directement la qualité du moulage des briques crues , l'efficacité du séchage et les performances mécaniques du produit final. Un ajustement précis de la plasticité des matières premières permet non seulement de réduire les défauts de moulage et les fissures de séchage, mais aussi de stabiliser le processus de cuisson dans le four tunnel . Cet article présente de manière systématique des méthodes éprouvées sur le terrain pour améliorer et réduire la plasticité de l'argile, offrant ainsi des recommandations pratiques aux briqueteries pour optimiser le traitement des matières premières.

Méthodes pour améliorer la plasticité de l'argile

Pour les matières premières pauvres en sable ou présentant une faible formabilité, les procédés suivants peuvent améliorer efficacement la plasticité et les performances de formage :

1. Altération naturelle de l'argile

L'argile extraite est entreposée à ciel ouvert pendant 3 à 6 mois. Sous l'action combinée du soleil, de la pluie, des cycles de gel-dégel et de la dissolution naturelle, sa structure interne se décompose, se fissure et s'ameublit. Ce processus homogénéise la répartition de l'humidité dans la matière première, dissout une partie des sels solubles, réduit les impuretés et améliore globalement les propriétés techniques de l'argile.

2. Processus de vieillissement (maturation) de l'argile

Avant le moulage, on ajoute de l'eau à l'argile couche par couche et on la laisse reposer pendant une durée déterminée (dépendant de sa maturité) pour une maturation naturelle. Ce procédé permet d'humidifier et de disperser complètement les particules d'argile, assurant ainsi une répartition uniforme de l'humidité. L'argile maturée présente une plasticité et une aptitude au moulage nettement supérieures, ce qui améliore la qualité du produit. Cette méthode est couramment utilisée pour les argiles destinées à la fabrication de tuiles et de produits creux à parois minces et à forte porosité.

3. Mélange d'argile grasse

Pour les matières premières pauvres en sable, l'ajout d'une certaine proportion d' argile grasse (argile à haute plasticité) permet d'améliorer efficacement la plasticité globale. Si l'on souhaite obtenir des produits de haute qualité mais qu'aucune argile grasse n'est disponible localement, on peut utiliser des liants économiques. Il convient de veiller à un mélange homogène des adjuvants, et le liant ne doit pas nuire à la cuisson du produit.

4. Chauffage à la vapeur et extrusion à chaud

Le traitement de l'argile par chauffage à la vapeur et la production de briques crues par extrusion à chaud constituent un procédé très efficace pour améliorer les propriétés de l'argile. Le chauffage à la vapeur permet une répartition uniforme de l'humidité et une pénétration plus rapide dans les interstices entre les particules d'argile, améliorant ainsi considérablement sa plasticité (l'eau est généralement ajoutée dans le malaxeur à double arbre). L'extrusion à chaud améliore la formabilité, réduit l'humidité résiduelle et augmente la température et la résistance des briques crues humides, ce qui accélère le processus de séchage. Cette technologie est largement utilisée par les briqueteries équipées de systèmes de séchage artificiel .

Méthodes pour réduire la plasticité excessive de l'argile

Pour les matières premières présentant une plasticité excessive, une réduction appropriée de cette plasticité peut améliorer les performances de séchage et de cuisson, et permettre une utilisation optimale des ressources :

1. Mélange avec des matériaux allégés

Il convient d'incorporer des quantités appropriées de matériaux maigres, tels que du sable et du chamotte (poudre de brique concassée), à ​​une argile à haute plasticité afin de réduire une plasticité excessive et d'optimiser ses propriétés de séchage et de cuisson. La granulométrie des matériaux maigres doit être inférieure à 2 mm et leur proportion doit être déterminée expérimentalement, généralement de manière à ce que le retrait au séchage des produits ne dépasse pas 6 %.

2. Incorporer les déchets industriels combustibles

L'ajout d'une quantité appropriée de déchets industriels broyés, tels que les cendres volantes , les scories de charbon, les stériles de charbon et la sciure de bois, aux matières premières permet non seulement d'améliorer leurs propriétés techniques, mais aussi de servir de combustible interne, réduisant ainsi considérablement la consommation de charbon. Cette méthode, qui consiste à valoriser les déchets et à les transformer en richesse, est largement utilisée dans l'industrie de la brique et de la tuile. La granulométrie des adjuvants combustibles ne doit généralement pas excéder 3 mm, et leur dosage doit être calculé en fonction du pouvoir calorifique et validé par des essais de production.

Exigence opérationnelle clé

Tous les adjuvants doivent être parfaitement mélangés à l'argile brute afin d'assurer une répartition homogène. Par conséquent, des dispositifs de dosage précis et des équipements de mélange et d'agitation performants sont indispensables à une production stable.

La construction préfabriquée poursuit son expansion mondiale, portée par l'urbanisation rapide, la pénurie de logements, les contraintes liées à la main-d'œuvre et le renforcement des réglementations en matière de construction écologique. Parmi les nouveaux matériaux de construction murale haute performance, le panneau ECP se distingue et ouvre de nouvelles perspectives de marché pour les investisseurs du secteur et les fabricants d'équipements.

La construction traditionnelle souffre de lenteur, d'une forte dépendance à la main-d'œuvre sur chantier et d'une importante quantité de déchets. Les éléments de construction préfabriqués sont produits en usine et assemblés sur site, ce qui raccourcit considérablement les cycles de construction et diminue les risques globaux du projet. Dans ce contexte, les panneaux ECP offrent des performances exceptionnelles pour les bâtiments résidentiels, les complexes commerciaux, les équipements publics et les projets de logements sociaux .

Principaux facteurs de croissance du conseil d'administration d'ECP dans le secteur mondial de la préfabrication

1. Exigences en matière de durabilité et de réduction des émissions de carbone

2. Performances physiques supérieures pour la préfabrication par panneaux

3. La pénurie mondiale de logements stimule la demande de panneaux muraux à livraison rapide

4. La maturité des lignes de production automatisées réduit les barrières à l'entrée.

Aperçu du marché régional

• Europe : Le marché de la construction préfabriquée se développe de manière constante. Les panneaux de type ECP sont utilisés dans la rénovation résidentielle écologique et les nouveaux projets modulaires, sous réserve des normes locales de sécurité incendie et environnementales.
• Moyen-Orient : Les régions à climat chaud nécessitent des panneaux muraux étanches à l’humidité et isolants thermiques. Les panneaux ECP sont adaptés aux conditions de construction locales à haute température.
• Asie du Sud-Est, Asie centrale, Afrique : marchés en forte croissance. La construction d’infrastructures urbaines engendre une demande considérable de matériaux de murs préfabriqués économiques. Les projets utilisant des panneaux ECP présentent un fort potentiel de croissance.

Perspectives

Le marché mondial des bâtiments préfabriqués devrait connaître une croissance stable au cours de la prochaine décennie. Matériau de construction mural innovant et compétitif, le panneau ECP gagnera des parts de marché croissantes. Investir dans une ligne de production complète de panneaux ECP permet aux entreprises de participer à cette expansion.