Quelles matières premières peuvent être utilisées pour la production de briques d'argile ? Peut-on utiliser des résidus de charbon, des cendres volantes et de la terre ?

Dans les briqueteries modernes, les normes environnementales et les coûts énergétiques constituent deux défis majeurs pour les exploitants. L'un des facteurs clés influençant la consommation d'énergie et les émissions des fours est la teneur en oxygène des gaz d'échappement des fours tunnel .

De nombreuses briqueteries tentent de réduire les niveaux d'oxygène dans les gaz d'échappement en ajustant simplement les ventilateurs, la pression de l'air ou l'ouverture des registres. Cependant, la véritable solution exige une compréhension systématique de la gestion de l'air dans les fours tunnel .

En éliminant l'air inutile, en réduisant les fuites d'air et en optimisant l'alimentation en air de combustion, les briqueteries peuvent obtenir une meilleure efficacité énergétique, une qualité de cuisson plus stable et des émissions environnementales réduites.

Cet article explique comment les trois principes que sont une utilisation correcte de l'air, la réduction de l'air inutile et l'optimisation d'un flux d'air raisonnable peuvent contribuer à améliorer les procédés modernes de production de briques cuites .

1. Pourquoi la teneur en oxygène des gaz d'échappement est importante dans la fabrication des briques

Lors de la fabrication de briques cuites , la combustion nécessite une certaine quantité d'oxygène pour assurer une combustion complète du combustible. Cependant, un excès d'air entrant dans le four n'améliore pas l'efficacité de la combustion. Au contraire, il augmente la quantité de gaz d'échappement et la teneur en oxygène mesurée dans les fumées du four.

Une teneur élevée en oxygène dans les gaz d'échappement indique généralement :

• -Entrée excessive d'air dans le four tunnel
• -Pertes de chaleur dues à une circulation d'air inutile
• -Température des gaz d'échappement plus élevée
• -Augmentation de la consommation d'énergie
• -Difficulté à satisfaire aux exigences de surveillance environnementale

C’est pourquoi le contrôle de la teneur en oxygène dans les gaz d’échappement des fours est devenu un indicateur important pour améliorer la production de briques économes en énergie .

2. Éliminer l'air non conforme : la première étape de l'optimisation du four tunnel

La fabrication de briques d'argile demeure un segment fondamental de l'industrie mondiale des matériaux de construction. De nombreux briquetiers sont confrontés à un problème commun : le manque d'espace dans leurs ateliers lors de la modernisation ou de la construction de nouvelles lignes de production . Les équipements traditionnels de fabrication de briques, notamment les découpeuses horizontales, nécessitent de vastes surfaces au sol, ce qui limite l'expansion des usines et augmente les coûts de construction des ateliers.

Pour les briqueteries de petite et moyenne taille ainsi que pour les ateliers de production compacts nouvellement construits, l'optimisation de l'espace influe directement sur l'investissement global du projet et sur son efficacité opérationnelle à long terme. Le choix de machines compactes constitue donc un élément de décision clé dans la conception globale d'une briqueterie.

La coupeuse verticale automatique de briques est un équipement essentiel, spécialement conçu pour pallier le manque d'espace dans les briqueteries. Elle permet une découpe verticale précise des colonnes de mortier extrudé et sépare les extrusions de mortier continues en briques crues individuelles.

Contrairement aux coupeuses de briques horizontales classiques, cette structure de coupe verticale réduit considérablement l'espace au sol occupé. Fonctionnant en synchronisation avec les extrudeuses de briques sur la ligne de production, elle s'intègre parfaitement aux configurations compactes des briqueteries.

Principaux avantages

✅ Optimisation de l'espace : La conception de coupe verticale permet d'économiser de la surface au sol dans l'atelier, idéale pour les usines disposant d'un terrain limité.

✅ Compatibilité stable avec les extrudeuses : Se connecte directement après les extrudeuses pour traiter des colonnes continues de boue d'argile.

✅ Intégration flexible : Facile à installer aussi bien dans les nouvelles lignes de production de briques que dans les projets de rénovation des anciennes lignes de production.

FAQ

Q1 : Quelle est la fonction du coupe-briques vertical dans une ligne de production de briques d'argile ?

A : Elle effectue une découpe verticale précise sur les colonnes de boue extrudée et découpe l'extrusion d'argile continue en corps de briques crues de taille standard.

Q2 : Une machine de découpe verticale de briques peut-elle être utilisée pour la rénovation d'une ancienne briqueterie ?

R : Oui. Son format compact en fait une bonne option pour moderniser les ateliers de production existants disposant d'un espace limité.

Q3 : Qu'est-ce que la brique crue dans la fabrication de briques ?

A : La brique verte est la brique crue non cuite avant son entrée dans la chambre de séchage et le four tunnel pour le frittage.

Q4 : Quels équipements fonctionnent avec le coupe-briques vertical ?

A : Il est généralement associé à des extrudeuses de briques d'argile et forme une unité complète d'extrusion et de découpe de boue.

Les briques et blocs d'argile cuite sont des matériaux porteurs et de remplissage essentiels aux projets de construction modernes, et leur qualité stable est la condition sine qua non de la sécurité des ouvrages et de leur durabilité. Avec la généralisation de la technologie de cuisson en four tunnel intelligent , les briqueteries modernes produisent principalement des briques poreuses cuites et des blocs creux, remplaçant ainsi les procédés de cuisson traditionnels. Cependant, divers défauts de qualité persistent lors de la production de masse, dus à un traitement inadéquat des matières premières et à un paramétrage non optimal des procédés.

L'expérience de la production industrielle confirme que la qualité des briques cuites repose sur trois piliers essentiels : le prétraitement des matières premières, la maîtrise du processus de cuisson et la gestion de la production sur site. Si les techniques ancestrales de fabrication de briques privilégiaient un traitement fin des matières premières, la production industrielle moderne démontre également que plus de 70 % des problèmes de qualité des briques cuites sont dus à un traitement non conforme des matières premières. Fort de plusieurs années d'expérience dans la réforme des matériaux de construction et l'optimisation des processus de production, cet article propose des mesures d'amélioration ciblées pour six défauts majeurs et courants dans la production de briques cuites, offrant ainsi des recommandations pratiques pour le contrôle qualité et l'optimisation de la production en briqueterie .

1. Tolérance dimensionnelle non qualifiée

L'hétérogénéité de la granulométrie des matières premières et une période de maturation insuffisante sont les principales causes du non-respect des tolérances dimensionnelles des briques. Les matières premières non maturées présentent une faible plasticité, ce qui entraîne une extrusion instable des bandes de mortier et des dimensions irrégulières pour le moulage des briques.

Pour résoudre ce problème, les fabricants doivent procéder à un criblage et un calibrage granulométrique professionnels afin d'obtenir une finesse uniforme des matières premières. Un cycle de maturation des matières premières d'au moins 7 jours est indispensable pour améliorer la stabilité de leur plasticité. Parallèlement, les spécifications de sortie de l'extrudeuse à briques doivent être ajustées en fonction de l'indice de plasticité réel des matières premières, afin que les dimensions des briques moulées respectent les tolérances des normes industrielles.

2. Défauts de fissures d'angle

La présence excessive de particules grossières dans les matières premières et une faible humidité de moulage augmenteront la résistance à l'extrusion lors du moulage des briques, ce qui entraînera des fissures fréquentes aux coins et sur les bords des briques cuites finies.

Les mesures d'optimisation comprennent la réduction de l'ouverture du tamis pour améliorer la finesse du broyage de la matière première, le réglage de l'écartement des rouleaux à grande vitesse à 3 mm pour un broyage plus fin et l'augmentation appropriée de la teneur en humidité de la matière première pour réduire la résistance à l'extrusion, afin d'éviter fondamentalement la formation de fissures dans les coins.

3. Fissures de retrait horizontales sur les nervures et les murs en briques

Les briques creuses cuites et les blocs multi-perforés sont sujets à des fissures horizontales sur les nervures et les parois. D'une part, la granulométrie hétérogène de la matière première entraîne un retrait inégal des différentes particules ; d'autre part, une température de séchage excessive et une vitesse de séchage trop rapide dans le four accélèrent le retrait de surface et provoquent des fissures.

Les entreprises doivent optimiser la granulométrie des matières premières afin d'équilibrer le retrait. La température du four de séchage doit être strictement contrôlée à 40 °C (entrée) et 110 °C (sortie). La vitesse du ventilateur et la durée de séchage doivent être ajustées en fonction de la température et de l'humidité internes du four pour obtenir un séchage homogène des briques crues.

4. Briques sous-cuites à faible résistance

Les briques insuffisamment cuites, de faible résistance et de couleur pâle, sont des défauts typiques de la production en four tunnel, apparaissant principalement au fond des wagons. Les fuites d'air froid dues à une étanchéité défectueuse des wagons perturbent l'équilibre thermique interne du four. Ce déséquilibre, combiné à une pression inégale, à un pouvoir calorifique insuffisant des matières premières et à un temps de cuisson trop court, entraîne la formation de produits insuffisamment cuits.

Solutions efficaces : Réparer régulièrement le joint d’étanchéité et les rainures du wagonnet du four afin d’empêcher les fuites d’air froid. Optimiser l’équilibre de pression de chaque zone de température du four tunnel afin de réduire les écarts de température. Ajuster la proportion de chaleur des matières premières et prolonger les durées de cuisson et de maintien en température selon les besoins, en respectant un processus de cuisson standardisé plutôt qu’en augmentant la capacité de production de manière aveugle.

5. Briques éclatées surcuites

Une valeur calorifique excessive des matières premières, des écarts d'empilement de briques inadéquats et un réglage tardif des zones de cuisson entraîneront une déformation par surchauffe, des bulles et l'éclatement des briques dans les couches supérieures et moyennes des piles de briques.

Les fabricants doivent ajuster dynamiquement la proportion de chaleur des matières premières pour éviter les excès de chaleur. Il convient d'optimiser la technique d'empilage des briques crues afin d'accroître les espaces de circulation de la chaleur. Un contrôle précis du cycle de cuisson est indispensable pour prévenir les défauts de surcuisson et d'éclatement des briques.

6. Durabilité aux intempéries inférieure aux normes

Un vieillissement et un traitement d'homogénéisation insuffisants des matières premières entraînent une cuisson incomplète des briques. Même à température de cuisson standard, les particules de matières premières ne peuvent pas fusionner complètement entre les phases solide et liquide, ce qui se traduit par une faible résistance aux intempéries et une durée de vie réduite des briques finies.

Les méthodes d'amélioration sont les suivantes : homogénéisation complète des matières premières et prétraitement par vieillissement prolongé ; augmentation appropriée de la température de cuisson pour favoriser une réaction particulaire complète ; amélioration de la finesse de broyage des matières premières de faible qualité afin d'assurer une cuisson uniforme.

L'avenir de la fabrication de briques : l'automatisation stimule le développement des briqueteries modernes

L' industrie de la brique se développe depuis des millénaires, mais les exigences de la construction moderne ont engendré de nouveaux défis pour les briquetiers. Les clients exigent aujourd'hui des briques plus esthétiques, plus résistantes, aux dimensions précises et d'une qualité constante. Parallèlement, les briquetiers cherchent à réduire leur dépendance à la main-d'œuvre, à améliorer leur productivité et à assurer une plus grande stabilité de leur activité.

Avec le développement des technologies de fabrication intelligentes, les procédés manuels traditionnels de manutention des briques sont progressivement remplacés par des solutions de production automatisées . Parmi ces technologies, le système de chargement et de déchargement automatique est devenu un élément essentiel des lignes de production de briques modernes, notamment pour les fabricants de briques de parement haut de gamme, de briques creuses et de matériaux de construction de qualité supérieure.

Défis auxquels est confrontée la production traditionnelle de briques

Dans les briqueteries traditionnelles, de nombreux processus reposent fortement sur le travail manuel, notamment lors de :

• -Manipulation des briques vertes
• -Empilage de briques
• -Transport de palettes
• -Déchargement de briques sèches
• - Mise en place des briques avant cuisson

L'exploitation manuelle peut engendrer plusieurs difficultés de production :

1. Agencement des briques irrégulier

Les briques de haute qualité nécessitent un positionnement précis lors du séchage et de la cuisson. De petites différences d'espacement ou de placement peuvent influencer l'aspect final du produit.

2. Besoins en main-d'œuvre plus élevés

Les briqueteries de grande envergure nécessitent un fonctionnement continu. Le chargement et le déchargement manuels requièrent davantage de main-d'œuvre et augmentent la pression opérationnelle.

3. Faible stabilité de la production

La vitesse et la précision des opérations humaines peuvent varier, ce qui peut affecter la régularité du processus de production.

C’est pourquoi les briqueteries modernes adoptent de plus en plus les systèmes d’automatisation industrielle afin d’améliorer la fiabilité de leur production.

Qu'est-ce qu'un système d'empilage à double chargement et déchargement automatique ?

Le système d'empilage à double chargement et déchargement automatique est une solution d'automatisation avancée conçue pour les usines modernes de fabrication de briques d'argile et les lignes de production de matériaux muraux de haute qualité .

Ce système effectue automatiquement plusieurs processus, notamment :

• -Découpe et groupement des briques vertes
• -Chargement de palettes
• -Transport de palettes
• -Stockage temporaire
• -Déchargement de briques sèches
• -Groupement et espacement des briques
• -Préparation automatique des réglages

L'ensemble du système est contrôlé par un système de contrôle PLC intelligent, qui coordonne les différentes unités de production et permet un réglage automatique des paramètres grâce à la technologie informatique industrielle.

Comment la technologie de double empilement améliore-t-elle la production de briques ?

Le principal avantage d'un système à double empilement est que les briques peuvent être disposées séparément pendant le séchage et transférées ultérieurement pour la préparation à la cuisson.

Cette méthode de production présente plusieurs avantages :

1. Meilleure qualité de surface

Pour les briques de parement haut de gamme, l'aspect de surface est primordial. Le séchage séparé des palettes permet de réduire les marques de contact et d'améliorer la qualité de la surface des briques finies.

2. Précision de production accrue

Le système de positionnement automatique assure un agencement précis des briques, réduisant ainsi les erreurs dues à la manutention manuelle.

3. Amélioration de l'efficacité des usines

En connectant plusieurs processus au sein d'un seul système automatisé, les usines peuvent fluidifier leur flux de production et réduire les opérations manuelles inutiles.

Principaux avantages des équipements de manutention automatique de briques

-Niveau d'automatisation élevé

Le système intègre les processus de transport, de chargement, de déchargement, de regroupement et de mise en place dans une solution complète.

- Performances de production stables

La technologie de positionnement servo et le contrôle intelligent contribuent à maintenir un fonctionnement précis lors d'une production continue.

-Options de production flexibles

Le système peut être personnalisé selon :

• 1. Type de brique
• 2. Capacité de production
• 3. Méthode de séchage
• 4. Plan d'usine

Convient à la production de briques de haute qualité

Il convient parfaitement à :

• 1. Briques de parement
• 2. Briques creuses
• 3. Blocs d'argile
• 4. Matériaux muraux de qualité supérieure

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.