Brevet FR2377461A1 — publié le 19780811

La présente invention concerne l'élimination électrolytique de revêtements d'étain de pièces en fer et elle vise plus spécialement un bac destiné au désétamage électrolytique de pièces en fer, du type comprenant un récipient constitué au moins intérieurement par des tôles d'acier, ouvert a sa partie supérieure et faisant office d'anode, ainsi qu'une série de cathodes en forme de plaques d'acier suspendues de façon amovible à l'intérieur du récipient, ce récipient étant en mesure de recevoir un chargement de pièces a déstamer et de contenir un bain de solution de soude caustique et étant muni d'ouvertures pour 1' introduction et l'évacuation de cette solution. De nombreuses industries, en particulier celles de la fabrication de récipients, utilisent des quantités importantes de bandes étamées. Les déchets qui en résultent ne peuvent pas être réutilisés en fonderie en raison de la couche d'étain qui les recouvre. Pour désatamer de tels déchets, et également d'autres pièces en fer, on connaît un procédé de désétamage électrolytique en bac ouvert, faisant appel à un électrolyte constitué par une solution aqueuse chaude de soude caustique, que l'on fait circuler, en circuit fermé, dans ce bac et dans une chaudière de chauffage. Les bacs utilisés sont constitués par des récipients en acier, ayant en plan une forme rectangulaire, qui servent d'ar.ode. Leur volute intérieur est subdivisé en un certain nombre de cases par un nombre égal de plaques d'acier faisant office de cathodes, qui sont suspendues aux bords longitudinaux du bac de manière a se trouver orientés dans des plans verticaux, transversaux par rapport au bac. Les pièces a déstamer sont plongées dans le bain électrolytique contenu dans chaque case et elles sont contenues dans des paniers spéciaux en fer, branchés eux aussi comme anode, en raison de leur liaison électrique avec le récipient métallique. On utilise actuellement des bacs du type indiqué cidessus, qui sont en mesure de contenir une quantité de pièces en fer à traiter, dont le poids est compris entre 80 et 140 quintaux. L'introduction et le déchargement des pièces en fer de ces paniers ainsi que les manoeuvres d'introduction et d'extraction des paniers du bac nécessitent une main d'oeuvre importante, du fait qu'il n'est pas possible d'utiliser des paniers de très grande dimensions. la la limite, un unique panier capable de contenir cette quantité de pièces, d'un poids compris entre 80 et 140 quintaux, que le bac est destiné a recevoir en une seule fois, devrait être d'une structure extrêmement robuste, d'un poids voisin de celui du chargement et, par conséquent, d'un emploi non pratique. C'est pourquoi, en pratique, on répartit le chargement en pièces de fer entre plusieurs paniers dont chacun contient environ 2 quintaux de pièces. C'est ce qui explique l'importante main d'oeuvre nécessaire. Le problème qui se trouve à la base de l'invention est de réaliser un bac du type indiqué au début de la présente description, qui tout en ayant uhe qrande capacité (par exemple de 80 a 140 quintaux) soit en mesure de recevoir sans paniers les pièces de fer soumises au désétamage. Conformément à l'invention, ce problème est résolu grâce à l'utilisation d'un bac caractérisé par le fait que le récipient est constitué par un manteau de forme cylindrique et par un fond pratiquement circulaire ; par le fait que sur le pourtour du manteau de ce récipient sont fixées plusieurs structures d'acier constituant une grille de forme plane, disposées dans des plans verticaux transversaux par rapport au manteau et par le fait que les plaques cathodiques sont logées dans chacune des cases délimitées par une structure en grille et par la partie correspondante du manteau. L'introduction des pièces en fer dans un bac selon l'invention et leur déchargement peuvent s'effectuer facilement à l'aide d'une benne-polype, directement dans le bac et sans l'intermédiaire de paniers. En plus de l'économie de main d'oeuvre que l'on peut réaliser en faisant appel, pour le chargement et le déchargement, à un unique ouvrier destiné à la manoeuvre de la benne-polype, un bac selon l'invention est d'une structure moins conteuse que les bacs de la technique antérieure, aussi bien par le fait qu'il ne comporte pas toute une série de paniers, qu'en raison du fait que ce bac étant de forme cylindrique, ne nécessite pas de structures de renforcement, contrairement aux bacs ayant, en plan , une forme rectangulaire. Un autre avantage du bac selon l'invention par rapport aux bacs de la technique antérieure, réside dans le fait que l'on peut exploiter davantage sa capacité étant donné que le chargement en pièces de fer peut aller jusqu'au fond du bac et non pas s'arrêter à une certaine hauteur, comme cela a lieu dans le cas d'utilisation de paniers dont le fond n'atteint pas celui du bac. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faix en regard des dessins annexés et donnant à titre illustratif et nullement limitatif, une forme de réalisation . Sur ces dessins, - la fig. 1 est une vue en perspective du bac , de son couvercle amovible et d'un accessoire, également amovible, servant au Lavage p;r aspersil:n dts pièces désStamées ; - la fig. 2 est une coupe verticale diamétrale de ce même bac, représentant en élévation frontale , l'une des structures en forme de grille avec arrachement partiel - la fig. 3 est une vue de dessus, en plan,du bac représenté sur les figures 1 et 2 ; - la fig. 4 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, de l'une des structures en forme de grille; - la fig. 5 est une coupe partielle à plus grande échelle, suivant la ligneV-V de la figure 4 ;; - la fig. 6 est une vue en perspective de l - la fig. 7 est une coupe analogue à la figure 2 mais représentant un détail à plus grande échelle ; et - la fig. 8 est une vue en perspective éclatée et avec arrachement partiel , des pièces qui composent le couvercle représente sur la figure 1, à plus petite échelle. Si l'on se reporte aux figures 1 à 3, on voit que le bac selon l'invention comprend un récipient, désigné dans son ensemble par la référence 10, ouvert à sa partie supérieure et dont le pourtour est délimité par un manteau 12 de forme pratiquement cylindrique , la partie inférieure de ce récipient consistant en un fond 14 de forme circulaire. Le manteau et le fond sont constitués intérieurement par une couche en tôle d'acier comme indiqué en 16 pour le manteau 12 de la figure Z. Cette couche de tôle 16 est revêtue extérieurement, pour assurer une isolation thermique, et comme représenté également sur la figure 7, d'une couche thermiquement isolante.Ce revêtement consiste avantageusement en une couche qu adhère à la tole 16 et qui est constituée par une pâte durcie de granules de polystirol expansé dans une matrice constituée par une résine acrylique et par du ciment. On peut appliquer cette pate sur la tôle à l'aide d'une spatule. Le fond de la tôle 14 du récipient 10 est appuyé fermement contre un soubassement ou socle 20 en béton. La structure du récipient 10, tel que décrit et représenté, lui confère les qualités d'isolation thermique nécessaires à la conservation de la chaleur du bain électrolytique que ce récipient doit contenir, dont la température est de l'ordre de 900C. A ce propos, on a constaté que l'on obtient une bonne isolation thermique en donnant à la couche de revêtement extérieur 18, une épaisseur de l'ordre de 1 cm. Dans le cas d'un bac destiné à contenir de 80 à 140 quintaux de pièces en fer, le récipient a un diamètre de 3,3 m et une hauteur de 2 m. Avec de telles dimensions, on obtient une structure autoportante extrêmement robuste si l'on réalise la partie mEtallique 16 du manteau 12 et le fond 14 à l'aide de plaques d'acier ayant respectivement une épaisseur de 3 mm et 10 mm . Comme représenté sur la figure 1, au récipient 10 est associé un couvercle 22 ayant la forme d'un cône très aplati (dont l'angle au sommet est de l'ordre de 1700). Le couvercle 22 comprend un couvercle proprement dit 24 ayant la forme conique indiquée ci-dessus, en tôle d'acier inoxydable muni d'un anneau de suspension 26 fixé au sommet. Pour assurer une isolation, le couvercle métallique 24 est recouvert d'un.empilement constitué par trois disques 28 en polyéthylène, ayant un diamètre tel qu'ils~font saillie par rapport au manteau 12 lorsque le couvercle 22 est appliqué sur le récipient 10. Ces trois disaues 28 comportent une ouverture centrale destinée au passage de l'anneau de suspension 26. Pour assurer une bonne isolation thermique dans les conditions indiquées ci-dessus, les trois disques 28 ont chacun une épaisseur de 0,5 mm. Si l'on se reporte aux figures 1 à 5, on voit qu'à la tôle intérieure du manteau 12 sont fixées, par exemple par soudage, quatre structures formant grille 30, en forme de panneaux plans, opposés deux à deux. En d'autres termes, ces quatre structures 30 se trouvent dans des plans verticaux transversaux par rapport au manteau 12. Une telle disposition n'a pas un caractère limitatif et l'on pourrait par exemple utiliser trois structures formant grille disposées suivant un triangle, ou encore des structures en nombre supérieur à quatre, disposées suivant un polygone régulie.r. Toutefois, la disposition en carré semble la meilleure. Chacune des structures formant grille 30 comprend plusieurs bandes 32 en tôle d'acier épaisse disposées verticalement et perpendiculaires au plan de la structure 30 à laquelle elles appartiennent. Les bandes 32 sont réunies les unes aux autres, à la partie superieure et à la partie inférieure, par des traverses soudées 34 qui sont elles-mêmes constituées par des bandes épaisses en tôle d'acier inoxydable. Ces traverses.34 sont les parties de la structure-en forme de grille 30 fixées au manteau de la manière indiquée ci-dessus. Sur la face de chaque structure constituée par les bandes 32 et 3 qui est tournée en direction du manteau 12,est fixé un réseau ou treillis, de fils d'acier 36, à mailles carrées-. Les dimensions des mailles sont très inférieures au pas des bandes verticales 32.C'est ainsi par exemple que les bandes 32 ont un pas de 5 cm et que le c6te des mailles du treillis 36 a une longueur de 0,5 cm. Dans le cas d'un récipientl0 ayantles dimensions indiquées ci-dessus, on a fait appel à quatre structures 30 formant grille, dans lesquelles les traverses 34 sont constituées par des bandes de tôle ayant une épaisseur de 10 mm, une largeur de 100 mm et une longueur de 1500 mm. Les bandes verticales 32 sont au nombre de trente et sont réparties avec le pas indiqué ci-dessus de 5 cm; leur épaisseur est également de 10 mm, tandis que leur largeur, dans la direction horizontale, est de 70 mm et que leur longueur, dans la direction verticale, est de 1500 mm. Les quatre structures 30 en forme de grille se dirigent vers le bas en partant du Bord supérieur du récipient 10 et se raccordent à environ 50 cm du fond 4 du recinients De cette manière, les petites pièces de fer qui seraient parvenues à traverser le treillis 36 et la structure de bandes 32 située en arrière, en atteignant les espaces vides 38 délimités par chacune des structures en forme de grille 30 et par le manteau 12, peuvent atteindra le fond du récipient 10, au lieu de rester emprisonnées dans ces espaces vides. Dans chaque structure en grille 30, les treillis 36 sont de préférence fixés aux bandes 32 et 34 au moyen de chevalets à vis 40 (voir également la figure 5), introduits dans les ouvertures du treillis 36 etqui entourent les bandes 32 et 34. Sur celui deys côtés des bandes qui est tourné vers l'espace vide 38 correspondant, les chevalets 40 sont fixés à l'aide d'écrous 42,avec des petites plaques 44 intercalées. Dans chaque espace vide 38 est logée une cathode qui consiste en une plaque 46 en acier inoxydable Comme cela est représenté plus clairement sur la figure 6, chaque plaque cathodique 46 a une forme courbe et son rayon de courbure correspond à celui du manteau 12. Etant donné que la couche interne en tôle 16 du manteau 12 est au potentiel anodique des structures en grille 30, on intercale, entre chaque plaque cathodique 46 et la couche de tole 16 du manteau 12, une feuille isolante 48 (voir la figure 7). Cette feuille est de préférence une feuille en polypropylène d'une épaisseur de 3 mm. Chacune des plaques cathodiques 46 comporte, à sa partie supérieure, deux crochets 50 qui permettent de la suspendre au bord du récipient 10, toujours avec la feuille isolante 48 intercalée, cette feuille étant rabattue autour de ce bord. La figure 6 représente une pince 50 au moyen de laquelle chaque plaque ^2anodique 46 est reliée au pole négatif de la source de potentiel. Dans un récipient 10 ayant les dImensions indiquées ci-dessus, on utilise des plaques cathodiques 46 d'une épaisseur de 2 mm, d'une hauteur de 1,4 m et d'une largeur, en courbe, de 1 m. Ce récipient 10, en vue de son raccordement à l'insu tallation de désétamage, est muni, dans son manteau 12, d'un raccord d'alimentation 52, disposé un peu auedessous du bord supérieur (par exemple à 20 cm) et d'un raccord inférieur 54 de déchargement situé au voisinage du fond. L'électrolyte régénéré dans l'installation arrive-dans le récipient 10 par le raccord 52, tandis que l'électrolyte à régénérer se décharge vers l'installation par le raccord 54. Un troisième raccord (56), situé également au voisinage du fond, sert à envoyer la solution électrolytique dans un autre bac identique, et réciproquement, afin d'assurer la continuité de marche de l'installation, tandis que dans l'un des bacs s'effectuent les opérations d'introduction ou de déchargement des pièces. Le bac de désé"amage selon l'4nventicn compcrte également des moyens servant à assurer l'aspersion des pièces avec de l'eau de lavage, avant leur extraction. Ces moyens consistent de préférence (figure 1) en un tube recourbé 58 relié à une tubulure souple 60 servant à l'alimentation en eau. Ce tube 58 est muni d'un crochet 62 qui permet de le suspendre au bord du récipient 10 lorsque l'on a soulevé le couvercle 22. Le tube 58 se termine par une pomme d'arrosage 64 qui, lórsqu'elle est accrochée, se trouve au-dessus de l'espace délimité par les structures en grille 30. Le déversement de l'eau sous forme de pluie par la pomme d'arrosage 64 sur les pièces désétamées, en plus d'en assurer le lavage a en particulier pour roule de récupérer la soude caustique demeurée sur ces pièces et de récupérer la fraction de l'eau de la solution électrolytique perdue par évaporation. Dans un bac de désétamage selon l'invention, les structures en grille 30 constituent une cage robuste contenant les pièces à désétamer, cette cage maintenant les cathodes 46 à l'abri de l'attaque par les pièces à traiter, en jouant le roule d'un grand panier fixe et non pas amovible. RE NDICAT;ONS 1. Bac pour le désétamage électrolytique de pièces en fer, du type comprenant un récipient constitué au moins intérieur rement par des tôles d'acier, ouvert à sa partie supérieure et faisant-office d'anode, ainsi qu'une série de cathodes en forme de plaques d'acier suspendues de façon amovible à l'intérieur du récipient, ce récipient étant en mesure de recevoir un changement de pièces à désétamer et de contenir un bain de solution de soude caustique et étant muni d'ouvertures pour l'introduction et l'éva- cuation de cette solution, caractérisé par le fait que le récipient est constitué par un manteau de forme cylindrique et par un fond pratiquement circulaire ; par le fait que sur le pourtour du manteau de ce récipient sont fixées plusieurs structures d'acier constituant une grille de forme plane, disposées dans des plans verticaux transversaux par rapport au manteau - et par le fait que les plaques cathodiques sont logées dans chacune des cases délimitées par une structure en grille et par la partie correspondante du manteau. 2. Bac selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque structure en grille comprend plusieurs bandes en tôle d'acier dirigées verticalement et orientées perpendiculairement au plan de la structure, ces bandes étant reliées les unes aux autres, à leur partie supérieure et à leur partie inférieure, par des traverses en tôle fixes au manteau. 3. Bac selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la structure des bandes de tôle -et des traverses est une structure soudée. 4. Bac selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que chacune des strutures en grille comprend un trelils de fils d'acier qui en délimite la face tournée vers L'intérieur du récipient, les mailles de ce treillis ayant des dimensionsqui sont d'un ordre de grandeur inférieur à la distance entre deux bandes consécutives. 5. Bac selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le treillis est fixé aux bandes etZou aux traverses au moyen de chevalets à vis introduits dans les ouvertures de ce treillis et qui entourent les bandes et/ou les traverses. 6. Bac selon la revendication 1! caractérisé par le fait que chacune des cathodes est constituée par une plaque in* curvée dont le rayon de courbure correspond pratiquement à celui du manteau et appliquée contre ce manteau, avec une feuille électriquement isolante intercalée. 7. Bac selon la revendication o, caractérisé par le fait que chacune des cathodes est munie, à sa partie supérieure, de crochets pour la suspension au bord supérieur du récipient. 8. Bac selon l'une des revendications 1, 6 et 7, caractérisé par le fait que chacune des cathodes est en acier inoxydable. 9. Bac selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le récipient est muni à sa partie supérieure , d'un couvercle amovible en tôle d'acier. 10. Bac selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le couvercle est en acier inoxydable. 11. Bac selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que le couvercle a la forme d'un cône très applati et est muni d'un organe servant à le suspendr au sommet de ce cône. 12. Bac selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la surface supérieure du couvercle est Découverte par un ou plusieurs disques remplaçables réalisés dans une feuille en un matériau calorifuge , ces disques comportant une ouverture centrale pour le passage de l'organe de suspension. 13. Bac selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manteau du recipient comprend une couche interne en tôle d'acier et une couche extérieure de revêtement calorifuge. 14. Bac selon la revendication 13, caractérisé par le fait que cette couche de calorifuge de revêtement est'constituée par une couche collée à la tôle de la couche interne et constituée par une pâte durcie de granules de polystyrol expansé dans une matrice constituée par une résine acrylique et par du ciment. 15. Bac selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'au récipient sont associés des moyens servant-à l'aspersion avec de l'eau destinée au lavage des pièces-en fer désétamées. 16. Bac selon la revendication 15, caractérisé par le fait que les moyens d'aspersion comprennent un tube incurvé muni de moyen d'accrochage au ord supérieur du récipient et se termi- nant par une pomme d:arrosage aui, lorsque le tube est accroche, se trouve au-dessus de ltespace délimité par les structures en forme de grille.