Brevet FR2464448A1 — publié le 19810306

La présente invention concerne un four annulaire, des tinté à produire des objets en carbone pour les industries électrométallurgiques et l'invention concerne plus particulièrement un faisceau tubulaire permettant d'enlever, par aspiration,du coke chaud de garnissage d'une chambre de ce four. Les objets en carbone, qui sont utilises dans des cellules de production électrolytique de l'aluminium, sont constitués d'un mélange ou d'une pâte consistant en de l'anthracite calciné, du coke de pétrole et du brai, en des proportions variant selon les matières premières et selon l'utilisation à laquelle on destine l'objet en carbone. Le brai sert de liant. Les objets en carbone sont également utilises dans des fours destinés à des processus électrothermiques, dans des revêtements et à titre d'électrodes. Pour fabriquer ces éléments et objets, on utilise d'autres mélanges, mais les principes appliqués sont les mêmes. Après mélange dans une machine adéquate, cette pâte est ferme à la température ambiante ; elle se ramollit vers 1000 - 1500C et, à des températures supérieures, les constituants volatils sont chassés, le liant devient carbonisé et la pâte se rigidifie et durcit. Ce traitement thermique est connu sous le nom de cuisson. I1 peut être réalisé dans la cellule de réduction elle-même, car la chaleur qui s'y dégage cuit la pâte de carbone chargée. Plus récemment, on préfère cependant effectuer cette cuisson dans des fours séparés, car on peut ainsi exercer un meilleur réglage du processus de cuisson et, donc, des propriétés du produit final. Les objets en carbone introduits dans un tel four en vue de leur cuisson sont souvent désignés commc ôtant des objets en "carbone vert", le terme "vert" impliquant qu'ils ne sont pas "mûrs". Ils sont produits par l'action de la pression ou des vibrations. Les objets en carbone vert peuvent présenter des dimensions considérables. Des blocs de carbone pour une cathode peuvent mesurer par exemple 700 mm x 900 mm x 4 000 mm et peser environ 4 tonnes. I1 est clair que lorsqu'un tel objet est chauffé jusqu'à la plage des températures de ramollissement et pénètre dans cette plage, il subit des déformations si l'on n'applique pas de mesures spéciales.Les objets en carbone vert sont donc placés dans des puits profonds réalisés à l'aide de matériaux réfractaires dans le four, l'espace situé entre les objets en carbone vert et les parois du puits étant rempli de poussière de coke. Cette poussière de coke protège également les objets en carbone vert contre la combustion. Un nombre donne de puits forment une chambre et un certain nombre de chambres, munies chacune d'un couvercle séparé, constituent ensemble un four annulaire. Des gaz chauds de combustion sont introduits dans une chambre, traversent les parois réfractaires creuses des puits et parviennent ensuite dans la chambre suivante. La zone de chauffage circule ainsi dans la totalité du four, afin de permettre la meilleure utilisation possible de la chaleur. La cuisson des objets en carbone vert est achevée successivement et il faut laisser refroidir pendant un certain temps les chambres contenant les objets terminés en carbone, avant de pouvoir vider les chambres en en enlevant le coke de garnissage et en soulevant, pour les retirer, les objets en carbone cuit. Au cours de la cuisson, la température atteint 12800C et la totalité du cycle prend environ 3 semaines. Les fours annulaires ont de grandes dimensions. Des grues ou portiques surplombant le four peuvent, par exemple, avoir une flèche d'environ 30 mètres. Les installations sont onéreuses et il est donc nécessaire d'utiliser efficacement lténergie calorifique et de diminuer le temps de travail par des moyens appropriés. Le travail physique qu'implique le fonctionnement des fours annulaires consiste surtout à vider les chambres à la fin d'un cycle et à les remplir à nouveau d'objets en carbone vert et de coke de garnissage pour le cycle suivant. Pour vider une chambre individuelle, il faut soulever le couvercle, puis aspirer le coke de garnissage, afin de mettre à découvert les objets en carbone cuit. L'aspiration constitue le procédé le plus efficace pour enlever la poussière de coke. Pour aspirer la poussière de coke, on abaisse habituellement un tube d'aspiration dans ce coke de garnissage. Ce tube est habituellement suspendu à une grue et il est relie tôlescopiquement à un silo et à un raccord d'aspiration placé sur le pont de la grue. Le tube est abaissé surtout sous l'ef- fet de son propre poids dans le coke meuble et il est souvent guidé manuellement à l'aide de poignées soudées à ce tube. L'opérateur concerné doit donc être assis sur la paroi latérale d'une chambre au-dessus du coke chaud, et il est exposé à la chaleur et à la poussière pendant la période considérable nécessaire pour vider une chambre. Ainsi, le fonctionnement du tube d'aspiration demande l'intervention d'une main-d'oeuvre et n'est pas entièrement satisfaisant. Si l'extrômitô du tube pénètre trop profondément dans le coke, l'air insufflé ne suffit pas à assurer un transport satisfaisant du coke dans le tube et il en résulte un bouchage ou un arrêt partiel complet. La Demanderesse est parvenue à un modèle entièrement différent de tubes d'aspiration, qui libère complètement l'o- opérateur de ce travail pénible tout en améliorant notablement ltefficacité du tube, ce qui permet à son tour d'accroître la capacité de l'installation. Le principe de la présente invention consiste à disposer au voisinage du tube d'aspiration un tube d'alimentation en air, dont l'orifice se trouve au même niveau que l'orifice du tube d'aspiration, et à disposer plusieurs paires de ce genre le long d'une ligne droite. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les. dimensions de cet ensemble de tube ou de ce faisceau tubulaire sont telles que le faisceau peut hêtre abaissé dans le puits entre la paroi et les objets en carbone cuit, et, enfin, ie faisceau peut être guide à partir de la grue ou du portique, aussi bien horizontalement que verticalement. Le faisceau tubulaire convient également pour nettoyer le fond d'un puits après l'enlèvement des objets en carbone. L'opérateur est assis dans une cabine close ménagée sur la grue ou sur le portique, alimentée en air frais et lui permettant d'avoir une bonne vue d'ensemble sur sa zone de travail. On voit ainsi l'amélioration apportée aux conditions de travail. Le rendement de ce travail est aussi nettement amélioré. I1 s'est avéré possible d'utiliser un ventilateur plus puissant, ce qui, associé au réglage direct de l'écoulement de l'air de transport, permet de diminuer le temps nécessaire à un opérateur pour vider une chambre. Ce temps passe de deux heures environ à moins d'une demi-heure. La grue et son conducteur sont ainsi disponibles pour effectuer d'autres opérations en liaison avec la production. Puisque l'opérateur est protégé, l'aspiration peut commencer plus tôt et il en résulte que le cycle de progression du chauffage peut être raccourci, ce qui augmente la capacité du four. Un exemple nullement limitatif de l'invention sera maintenant décrit plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre une coupe d'une chambre contenant du coke de garnissage, des objets en carbone et un ensemble de tubes d'aspiration ou un faisceau tubulaire ; et la figure 2 montre des éléments de ce faisceau tubulaire. On voit sur la figure l une chambre, délimitée par des parois 1 et comportant des puits, eux-mêmes délimites par des parois 2. Ces puits contiennent des objets 4 en carbone, ainsi que du coke 3 de garnissage, qui est partiellement enlevé. Un faisceau tubulaire, représenté de façon agrandie sur la figure 2, comprend des tubes 6 percés de trous 7 pour l'introduction de l'air, des tubes 5 d'aspiration et un guide télescopique 8. Un ventilateur (non représenté) aspire l'air Rar le guide télescopique 8 et les tubes 5 d'aspiration. Cette aspiration provoque l'entrée de l'air par les trous 7 et la circulation de cet air par les tubes 6. L'air parvient ainsi dans le coke, qu'il entraîne dans les tubes 5 d'aspiration. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au faisceau tubulaire décrit et représenté. REVENDICATIONS 1. Faisceau tubulaire destiné à enlever par aspiration de la poussière de coke d'une chambre réalisée dans un four annulaire destiné à produire des objets en carbone pour les industries métallurgiques, ce faisceau étant caractérisé en ce que les tubes séparés sont montés au voisinage du ou des tubes d'aspiration pour conduire et faire pente trer dans la poussière de coke l'air destiné au transport d'enlèvement de cette poussière. 2. Faisceau tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en deux ou plusieurs tubes d'alimentation en air et en deux ou plusieurs tubes pour aspirer la poussière de coke et l'entraîner loin de la chambre du four. 3. Faisceau tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes sont alignés l'un au voisinage de l'autre. 4. Faisceau tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices des tubes d'aspiration et ceux des tubes d'alimentation en air sont situés approximativement au même niveau.