Exploiter une briqueterie rentable exige une réflexion systématique sur l'ensemble de la chaîne de production . Chaque étape, de l'extraction des matières premières à l'empilage des briques finies, est étroitement liée aux autres. À l'image d'un seau : son volume total est déterminé par sa plus petite partie. Dans la fabrication de briques, la rentabilité de votre usine est limitée par le maillon le plus faible du processus.
La plupart des investisseurs du secteur de la brique se concentrent uniquement sur la production journalière ou annuelle de briques annoncée lors de leur planification. Par exemple, ils visent 500 000 ou 800 000 briques par jour. Pourtant, ils négligent le volume total de matières premières utilisées en interne. Pour une production journalière nominale de 500 000 briques, l'ensemble de l'usine peut faire circuler jusqu'à 5 millions de briques de matières premières et d'ébauches. Analysons les points faibles typiques de la fabrication de briques.
Stockage et préparation des matières premières
L'exploitation directe des stériles de charbon ou des schistes permet de réduire les coûts liés aux grands parcs de stockage de matières premières. Si le transport des matières premières depuis des mines éloignées est nécessaire, plusieurs parcs de stockage sont indispensables pour garantir un approvisionnement régulier de votre machine à fabriquer des briques .
L'atelier de concassage des matières premières ne fonctionne que 8 à 10 heures par jour ; sa capacité de traitement doit donc dépasser votre production journalière de briques prévue. Les ingénieurs doivent déterminer les étapes de concassage, le type de mélangeur, les spécifications du tamis, la vitesse du convoyeur et l'agencement du séparateur magnétique. L'accessibilité pour la maintenance est souvent négligée.
De nombreuses briqueteries utilisent la manutention manuelle pour les lourdes plaques de criblage, faute de pont roulant. Le remplacement des têtes de marteaux de concassage est long et le taux de rotation du personnel de maintenance est élevé, ce qui ralentit considérablement la production.
Séchoir de vieillissement et homogénéisation des matières premières
Le traitement de vieillissement stabilise la plasticité des matières premières. Une chambre de vieillissement adaptée permet de stocker suffisamment de matières premières pour 72 heures de production. Lorsque les concasseurs s'arrêtent pour réparation, les matières premières vieillies peuvent assurer la continuité de la production.
Les matières premières sableuses et rocheuses nécessitent une conception anti-infiltration à l'intérieur des silos de maturation afin d'éviter une répartition inégale de l'humidité. L'ajout d'un broyeur de sol après le mélange de maturation améliore l'homogénéité des matières premières pour l'extrusion.
Extrusion, découpe et mise en forme de la pâte crue
L'extrusion, le mélange, la découpe et la prise sont les étapes essentielles de la fabrication de briques crues . Les performances des équipements varient selon les matières premières et les climats locaux.
Un cas concret : des briqueteries de Lanzhou ont adopté des paramètres de production provenant du centre de la Chine. Les pièces brutes présentaient un bon aspect après extrusion, mais la vitesse de séchage était lente, le taux de fissuration élevé et le rendement final bien inférieur aux attentes. La différence de matières premières a créé un goulot d’étranglement difficile à résoudre.
Conception de la chambre de séchage et évacuation de l'humidité
Il existe différentes configurations de fours tunnel pour la cuisson des briques, avec des zones de séchage et de cuisson variées. La plasticité de la matière première, sa sensibilité au retrait et le climat local déterminent la configuration la plus adaptée.
Pour les matières premières sensibles au séchage, le séchage direct au four à cuisson directe est déconseillé. Dans les régions arides comme Kuitun, au Xinjiang, la faible humidité ambiante provoque des fissures dans la pâte crue immédiatement après la découpe. Augmenter l'humidité locale dans la zone de stockage de la pâte crue et le nombre de wagons du four permet de résoudre ce problème. Les sources de chaleur pour le séchage comprennent le séchage par les gaz de combustion, le séchage par récupération de chaleur résiduelle et le séchage combiné. Le séchage par les gaz de combustion est incompatible avec les matières premières à haute teneur en soufre, car les polluants soufrés contamineraient les briques finies et augmenteraient les coûts environnementaux. Le séchage combiné par les gaz de combustion et la récupération de chaleur résiduelle permet de réaliser des économies de combustible et d'énergie pour les matières premières à faible teneur en soufre.
Pour la conception de l'évacuation de l'humidité : l'évacuation centralisée pure est énergivore et peu efficace. Le système optimisé combine évacuation décentralisée et centralisée, pression positive comme évacuation principale et pression négative comme évacuation auxiliaire. Ceci réduit le risque d'affaissement de la pièce crue et la consommation d'énergie. De nombreux fours tunnel rotatifs présentent des sections de séchage mal conçues, avec une consommation d'énergie des ventilateurs extrêmement élevée.
Système de sélection du type de four et de cuisson
Plusieurs types de fours sont disponibles pour les lignes de production de briques cuites : four tunnel pour maçonnerie, four tunnel combiné, four tunnel rotatif et fours tunnel à différentes structures de conduits de fumée.
Un four rotatif a une capacité de chargement d'environ 300 briques par mètre cube, tandis qu'un four tunnel peut en charger entre 400 et 500. Si l'on parvient à résoudre les problèmes d'homogénéité de température et de combustion des wagonnets rencontrés dans les fours tunnel conventionnels, ces derniers offriront un rendement et une efficacité énergétique supérieurs. Le principal goulot d'étranglement structurel des fours tunnel réside dans le déplacement des briques, tandis que l'enveloppe du four reste fixe. De nouvelles innovations techniques sont nécessaires pour remédier à ce problème.
Formation des opérateurs de four et technologie de pose de briques
De nombreux ouvriers de la cuisson se contentent d'observer la couleur de la flamme pour comprendre le fonctionnement d'un four. Un opérateur professionnel doit maîtriser la circulation de l'air, la structure du four, le système de récupération de la chaleur, le contrôle de la température et la technique de pose des briques. Une formation professionnelle permet de remédier aux lacunes d'un opérateur.
Une règle bien connue dans l'industrie de la brique : la pose des briques représente 70 % du résultat de la cuisson, tandis que la cuisson elle-même n'en représente que 30 %. Les bons opérateurs de four analysent les rapports d'essais des matières premières et la répartition de la chaleur afin d'optimiser la pose des briques. Il est interdit aux opérateurs d'ajouter du charbon aux joints des wagons du four et d'ouvrir des ouvertures de foyer dans les zones à haute température, car cela risquerait d'endommager les wagons. La combustion des wagons est également influencée par l'isolation et l'équilibre de l'air dans la tranchée, un problème récurrent pour les fabricants de briques.
Voie de déchargement, cour de triage et aménagement de l'usine
Une briqueterie dotée d'un four de 3,7 m de large, conçu pour quatre cycles de séchage et trois cycles de cuisson, ne disposait que d'une seule voie de déchargement, sans possibilité d'extension. De ce fait, elle n'a jamais pu atteindre sa capacité nominale. Le nombre de postes de déchargement, de stations d'emballage et de places de stationnement pour les chariots du four doit être calculé dès la conception initiale. Ce défaut d'aménagement est difficile à corriger une fois la construction de l'usine terminée.
L'insuffisance des parcs à briques finies constitue un autre goulot d'étranglement fréquent. Les usines disposant d'un espace de stockage limité doivent réduire leur production pendant la saison des pluies. La production de briques creuses dépend fortement de la capacité des parcs à briques finies, car les chantiers de construction commandent des briques creuses en vue de leur installation ultérieure.
Contrôle des matières premières et protection de l'environnement
Il est essentiel de procéder à des essais préalables sur les matières premières avant la construction. Les matières premières contenant 4 à 5 % de soufre exercent une forte pression environnementale en l'absence d'alternatives. Une teneur élevée en calcium provoque la déliquescence des briques ; des teneurs élevées en potassium et en magnésium entraînent l'apparition d'efflorescences (blanchiment) à leur surface.
De nombreuses usines ont dû reconstruire leurs tours de désulfuration à deux reprises. Les fournisseurs de systèmes de désulfuration manquent souvent de connaissances en mécanique des fluides dans les fours. Une conception inadéquate de la tour entraîne une mauvaise évacuation de l'humidité et une baisse de la production. La désulfuration et le dépoussiérage combinés, réalisés à l'aide d'une tour horizontale et verticale, sont plus performants qu'avec une seule tour verticale. L'entrée d'air, légèrement au-dessus de la surface du four, permet de réaliser des économies d'énergie.
La combustion au gaz naturel est la solution la plus propre pour les fours à briques. Les propriétaires d'usines doivent évaluer, lors de la planification de leur production, la possibilité de convertir leurs fours existants à la combustion au gaz naturel.
Conclusion
Lors de la conception d'une ligne de production de briques cuites , il est nécessaire de calculer la capacité de chaque étape : stock de matières premières ≥ production sur plusieurs jours ; traitement des matières premières ≥ 1,5 × production journalière ; chambre de maturation pour 2 à 3 × production journalière ; atelier d'extrusion réalisant une production journalière en 8 à 12 heures ; stockage des briques crues pour 1,5 à 2 × production journalière ; wagons de four vides de réserve ≥ 0,5 × production journalière ; chambre de séchage et section de cuisson adaptées chacune à la production journalière ; voie de production des briques finies ≥ 0,75 × production journalière ; station de déchargement ≥ 0,3 × production journalière ; aire de stockage des briques finies pour une production sur plusieurs jours.
La capacité réelle et la rentabilité de votre briqueterie sont déterminées par le maillon le plus faible de toute la chaîne de production.
