L'avenir de la fabrication de briques : comment les systèmes de chargement et de déchargement automatiques améliorent-ils l'efficacité des briqueteries modernes ?

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.

Le prétraitement des matières premières pour la fabrication de briques et de tuiles cuites, incluant le mélange, le brassage et le vieillissement, est essentiel pour améliorer l'homogénéité des ébauches, le rendu du moulage et la régularité de surface dans les procédés modernes de production. Des flux de traitement optimisés des matières premières permettent de maximiser leur utilisation et d'améliorer l'efficacité de la production.

Les opérations de mélange et d'agitation visent à obtenir une distribution uniforme des composants et de l'humidité des matières premières. Lors de la production de briques d'argile et de tuiles cuites, les différentes matières premières présentent des propriétés physiques distinctes. Une agitation suffisante permet d'éliminer la stratification des composants et d'assurer des performances de moulage constantes pour chaque lot d'ébauches. Le broyage et le malaxage complémentaires, effectués après l'agitation, permettent de désagréger les gros agglomérats, d'uniformiser la granulométrie des matières premières et d'obtenir une structure plus fine et plus homogène, créant ainsi des conditions optimales pour le moulage par extrusion.

Contrairement au brassage mécanique, le vieillissement des matières premières est un traitement physico-chimique complet. Lors d'un stockage prolongé, les molécules d'eau contenues dans le mélange pénètrent entièrement dans les particules minérales, déclenchant des réactions d'hydratation, d'hydrolyse et d'échange d'ions. Les substances cimentaires colloïdales ainsi formées améliorent considérablement la cohésion et la ductilité des matières premières pour la fabrication de briques . De plus, l'activité microbienne naturelle et les réactions d'oxydoréduction propres à cet environnement de vieillissement ramollissent les blocs de matières premières dures, améliorant ainsi la fluidité et la maniabilité des matériaux de mortier . Les briques finales présentent ainsi des surfaces lisses et sont exemptes de fissures.

Le choix des équipements de transformation des matières premières pour la fabrication de briques influe directement sur l'efficacité du mélange et de l'homogénéisation. Les mélangeurs à un ou deux arbres conviennent à la production de masse conventionnelle ; leur structure simple et leur fonctionnement stable répondent aux besoins de mélange de base des matières premières dosées. Pour la production de briques cuites haut de gamme, soumise à des exigences de qualité strictes, les entreprises utilisent généralement des laminoirs à voie humide . Le laminage par gravité et le malaxage permettent un broyage secondaire et un mélange fin des matières premières, améliorant ainsi l'adaptabilité des matières premières de qualité inférieure.

En tant qu'équipement professionnel d'homogénéisation fine, les tamis à disques utilisent une force de raclage et de cisaillement élevée pour affiner les matériaux boueux et éliminer les impuretés. La fonction de chauffage à la vapeur, disponible en option, permet un prétraitement thermique des matières premières et améliore leur plasticité. Les purificateurs éliminent les impuretés présentes dans les matériaux boueux afin de garantir la pureté des matières premières, tandis que les extrudeuses à agitation intègrent de multiples fonctions de mélange, de malaxage et de plastification ; ce sont des équipements essentiels pour les lignes de production de briques automatisées et standardisées.

L' entrepôt de maturation des matières premières remplit une double fonction : le stockage des matières premières et l'optimisation de leurs performances sur la ligne de production. Il permet d'équilibrer efficacement le rythme de production et d'éviter les fluctuations dues aux variations de performance des matières premières. L'industrie impose des spécifications techniques précises pour la maturation : le cycle doit excéder 72 heures et la température ambiante doit être maintenue au-dessus de 10 °C. Une maturation à température constante garantit des réactions physico-chimiques optimales des matières premières et une qualité de produit stable en toutes saisons.

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.