Brevet FR2513658A1 — publié le 19830401

L'invention est relative à un procédé pour utiliser le carsone,conBenu dans les pneumatiques usagés Lla3uste- ment des bains de métaux en fusion èt a' un dispositif pour sa mise en oeuvre. Depuis longtemps,on cherche à récupérer l'un ou l'autre des constituants ou composants des pneumatiques usagés ou d'autres résidus caoutchouteux. Une solution connue consiste à utiliser la cryogénie pour rendre cassants les constituants caoutchouteux et à broyer ou ecraser la matière première,et notamment les pneumatiques,afin d'obtenir une poudre ou des granulés de matière caoutchouteuse pouvant etre utilisés dans la fabrication de nouveaux produits.Ce procédé nécessite des moyens importants,tels que fours cryogéniques et presse,et ne peut pas être utilisé de manière rentable pour traiter les importantes quantités existantes de pneumatiques usés0 Par ailleurs,dans l'élaboration par fusion de produits métalliques ou autres,il est courant d'ajuster le pourcentage des composants d'un bain de métal en ajoutant ,dans la masse en fusion,des produits d'addition,purs ou non0 C'est ainsi que du carbone est ajouté au bain de métal en fusion pour ajuster le taux de ce composant et 1'amener à la valeur optimale recherchée mesurée après l'examen de prélèvement du bain. Pour remplacer le recours à du carbone pur,ctest-à- dire à un produit onéreux,il serait possible d'utiliser des pneumatiques usagés contenant ,dans leur masse,une proportion importante de carbone et des éléments complémentaires compatibles avec le bain en fusion ou sans influence sur lui.Cependant,une telle utilisation s'est avérée impossible jusqutalors,car en raison de sa forme torique, un pneumatique possède une densité apparente qui,inférieure à celle du bain en fusion,l'empêche de pénétrer dans celui-ci.Il en résulte que le pneumatique brule à la surface du bain et que l'apport de carbone au bain en fusion est si faible que le procédé ne présente pas d'întérêt.A cela,il faut ajouter que l'introduction de pneumatiques usagés dans la gueule d'un foer,d'un haut-fourneau ou d'un convertisseur, pose des problemes de manutention puisque tous les moyens de levage sont conçus pour coopérer avec des produits ferreux et sont munis d'électroaimants,done de moyens sans influence sur les pneumati- ques composés de produits amagnétiques. La présente invention a pour but de fournir un procédé remédiant à ces inconvénients et permettant d'uti- liser le carbone des pneumatiques pour ajuster le dosage de ce produit dans un bain de métal en ,usions Ce procédé consiste à déposer dans le bain de métal en fusion au moins un paquet contenant plusieurs pneumatiques réunis par une enveloppe- au moins localement magnétique et formant un ensemble ayant une masse volumique globale au moins égale à celle du bain de métal en fusion. Ainsi,chaque paquet de pneumatiques est aisément ma nipulable-par les moyens de préhension habItuellement mu- nis d'électro-aimants et pénètre de lui-mT'e dans le bain en favorisant le transfert du carbone des pneumatiques au mélange de métal en fusion. Dans une forme d'exécution de l'invention, les pneumatiques,découpés suivant leur plan médian diamétral,sont empilés avec leurs concavités tournées dans le meme sens et sont reliés,par des feuillards métalliques,entre eux et avec des tôles de fond ayant sensiblement leur diamètre extérieur. Grâce au découpage des pneumatiques en deux parties et à l'empilage dans le même sens de ces parties,le paquet de pneumatiques présente une masse volumique globale bien supérieure à celle obtenue par le seul empilage de pneumatioues non découpés en deux. Dans une autre forme d'exécution concernant plus particulièrement les pneumatiques de petites dimensîons,les pneumatiquestdécoupés suivant leur plan médian diamétral, sont empilés avec leurs concavités tournes dans le meme sens,dans un fut métallique de récupération dont le fond et le couvercle sont traversés par une ouverture centrale. le recours à un fût de récupération n'augmente en rien le coût du conditionnement obtenu tout en le facili tantOQuant aux ouvertures ménagées dans le ftt,elles permettent au métal en fusion de pénétrer dans ce dernier pour entrainer la fusion des pneumatiques et favoriser le transfert du carbone-. Âvantageusement,et pour augmenter enecre,si besoin est,la masse volumique d'un paquet de pneumatiques,un béton de silice est coulé dans tout ou partie du paquet de demi-pneumatiques Ce béton augmente le poids du paquet et facilite donc sa pénétration dans le bain de métal en fusion.En outre, lors de sa fusion,la silice que contient ce béton se mélange au métal et constitue un additif,au même titre que le carbone des pneumatiques. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé,et notamment un dispositif permettant de sectionner en deux les pneumatiques,de manière rapide et avec peu de manipulation. Ce dispositif comprend un bâti fixe,un plateau monté libre en rotation sur le bati relié à des moyens aptes à l'entraîner en rotation et comportant une face diamétrale apte à recevoir un pneumatique,plusieurs doigts qui,saillant de la face de réception du plateau,sont reliés à des moyens aptes à les déplacer radialement pour venir en contact de pression contre au moins l'un des cercles intérieurs du pneumatique,un outil tranchant,extérieur au plateau et réglable en hauteur,et des moyens aptes à communiquer à cet outil un déplacement radial ,au moins en direction du centre du plateau Pour découper un pneumatique en deux parties,il suffit donc de l'amener sur le plateau,de commander le déplacement des doigts jusqu a ce qu'ils viennent en contact du cercle intérieur du pneumatique pour le lier en rotation avec le plateau,de mettre en rotation ce dernier et d'actionner l'outil tranchant,afin qu'il vienne au contact de la bande de roulement du pneumatique-- pour réaliser dans celle-ci une rainure et finalement découper le pneumatique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique an -nexé représentant,à titre d'exemples non limitatifs,deux formes d'exécution du paquet pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de ce procédé et une forme d'exécution de la machine permettant de sectionner les pneumatiques. Figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant une première forme d'exécution d'un paquet de pneumatiques, Figure 2 est une vue de c8té en coupe longitudinale montrant une variante de réalisation du paquet de figure 1, Figure 3 est une vue de c8té en coupe longitudinale montrant une autre forme de réalisation de ce paquet, Figure 4 est une vue de coté en coupe transversale du dispositif permettant de sectionner un pneu en deux. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 1, le paquet 1 de pneumatiques est composé d'un empilage de fragments de pneumatiques 2 obtenus par découpage de pneumatiques dans leur plan diamétral médian. Ces fragments sont empilés avec leurs concavités 3 tournées du m8me c8- té,de manière à réduire l'encombrement de la pile et,plus exactement,obtenir,pour un volume donné,un poids maximal. L'empilage de pneumatiques est a ocié à deux tales de fond 4a et 4b ayant un diamètre d sensiblement égal au diamètre extérieur D des pneumatiques.Les éléments de pneumatiques 2 et les tales 4a et 4b sont réunis pour former un paquet au moyen de feuillards 5,métalliques ou syn tbétiques,formant des croix à plusieurs-branches en passant sur les tôles de fond 4a-4b.Avant mise en place des feuillards,le paquet peut être-soumis à une compression destinée à réduire son volume,donc à augmenter sa masse volumique. Un tel paquet peut Etre facilement manipulé par des moyens conventionnels,mais aussi par des moyens de levage comportant des moyens de préhension électro-magnétiquesX puisque ces derniers peuvent coopérer avec les totales de fond 4a et 4b Lorsque de tels paquets sont déversés dans un bain de métal en lusion,gråce à leur masse volumique au moins égale à celle de ce bain,ils pénètrent à l'intérieur de celui-ci.Sous l'action du métal en fusion s'insérant par l'extérieur entre les éléments de pneumatiques,ceu - ci fondent et permettent le transfert du carbone qu'ils contiennent au bain de métal en fusion. Des mesures effectuons sur un prélèvement d'un bain de métal en fusion,respectivement avant et après introducw tion de plusieurs paquets de pneumatiques selon l'inven tion,ont permis de constater que,sensiblement 50%- du carbone,contenu dans les pneumatiques,étaient transférés au bain.En fait,quelle que soit cette Droportion,il est toujours possible,après introduction d'un certain nombre de paquets de pneumatiques dans un bain de métal en fusion,d'ajuster la teneur définitive du carbone du bain en ajoutant d'autres paquets de pneumatiques et en terminant, par l'introduction de carbone pur,pour obtenir le dosage précis recherché,et cela,au fur et à mesure des indications fournies par des prélèvements effectués après chaque addition. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 2, le paquet de pneumatiques se différencie de celui repré- senté à la figure 1 par le fait que,pour augmenter sa mas- se volumique,il a reçu,avant mise en place de la tôle de fond 4a et des feuillards 5,une coulée de béton de silice 6.Cette coulée de béton effectuée dans la cneminée centrale ?,délimitée par les cercles intérieurs des pneumatiques,permet au béton de- s'insérer également dans les intervalles entre pneumatiques,comme montré en 8.Ce béton de silice est réalisé à partir d'une silice du type normalement utilisé comme additif dans le processus d'élaboration d'un métal,tel que la fonte.Ce béton,qui n'augmente pas le volume du paquet,augmente par contre son poids et permet donc d'obtenir un paquet de pneumatiques ayant une masse volumique plus importante.Il est à noter ,qu'en faisant varier la quantité de béton coulé dans le paquet, il est possible d'ajuster precisément la masse volumique de ce dernier afin que,lors de son introduction dans le mental en fusion puisse descendre plus ou moins rapi-.e- ment au fond du bain.Il permet donc de choisir la partie du bain à partir de laquelle le transfert du carbone peut s'effectuer. Dans la forme d'exécution renrésentée à la figure 3 et correspondant à la réalisation de paquets à partir de pneumatiques de petites dimensions,les éléments de pneumatiques 2,formés par des pneumatisues coupés en deux dans leur plan diamétral et empilés avec leurs concavités dirigées dans le même sens,sont disposés dans un fût metal ligue 10 de récupération dont le fond 12 ét le couvercle 13 sont traversés par une ouverture centrale,respectivement 14 et 15.Comme le montre la figure 3,il est avantay geux que les découpures,formées lors de la réalisation des ouvertures 14 et 15,soient retournées en direction de l'intérieur du fût pour constituer des collerettes 16 et 17 participant au centrage de la pile d'éléments 2. Lorsque ce fût est Introduit dans un bain en fusion, les ouvertures 14 et 15 permettent au metal de pénétrer à l'intérieur du fût 10 et de s'infiltrer entre les diffé mentis éléments de pneumatiques 2 pour entrainer la fusion de ceux-ci et favoriser le transfert de carbone.Si besoin est, la masse volumique du fût peut également eAtre augmen- tée par coulée d'un béton de silice réalisé dans la totalité de l'ouverture ou seulement partiellement comme montré en 18 à la figure 3.Cette forme d'exécution est intéressante,car non seulement,elle permet de réutiliser le carbone des pneumatiques,mais aussi dlutiliser,comme con ditionnement,des fûts 10 qui sont,en général,envoyés à la ferraille. La figure 4 montre une forme d'exécution d'un disposi- tif pour découper les pneumatiques.Ce dispositif est cons- titué par un plateau 20,monté libre en rotation sur un bâti 22,et relié par un arore 23 à un moteur 24 apte à l'entrainer en rotation.La face supérieure 25 du plateau 20 constitue face de réception pour les pneumatioues 26. Le plateau 20 comporte des rainures radiales 27 dans lesquelles sont montés mobiles des coulisseaux 28 porteurs de doigts 29 saillant de la face d'appui 25 du plateau. Les coulisseaux 28 sont reliés,par destiges 30,à des moyens aptes à les déplacer dans les rainures et,par exemple,à des vérins 32. Ce dispositif comprend également un outil tranchant 33,relié à des moyens aptes à le déplacer en direction du centre du plateau.Dans cette forme dexécutlon,ces moyens sont constitués par un vérin 34 dont la tige est liée à l'outil 33 et dont le corps est calé à l'extérieur du plateau à l'extrémité supérieure 35a d'une console 35, réglable en hauteur,de manière à ajuster la position de l'outil 33 afin qu'il se trouve sensiblement dans le plan diamétral du pneumatique 26.Avec ce dispositif,dès qu'un pneumatique 26 est posé sur le plateau 25,1es vérins 32 sont actionnés afin que les doigts 29 se déplaçant dans le sens des flèches 36,c'est-à-dire vers l'extérieur,vien- nent en contact avec l'un des cercles intérieurs du pneu matique,afin d'assurer son positionnement par rapport à l'axe de rotation verticale du moteur 24 et sa liaison en rotation avec le plateau 20.Pour découper le pneumatique, il suffit alors de provoquer la rotation du plateau 20 et de commander l'alimentation du vérin 34 afin que l'outil tranchant 33 pénètre dans la bande de roulement du pneumatique 26 et réalise,dans celui-ci,une rainure qui,lorsqu'elle débouche,engendre le sectionnement en deux parties de ce pneumatique .Ce dispositif simple permet,sans manipulations excessives,de découper très rapidement un pneumatique en vue de son utilisation à la constitution de paquets du type décrit ci-dessus. -REVENDICATIONS- 1procédé pour utiliser le carbone, contenu dans les pneumatiques usagés,à l'ajustement des bains de métaux en fusion,caractérisé en ce qu'il consiste à déposer dans le bain de métal en fusion au moins un paquet (1) contenant plusieurs pneumatiques (2)réunis par une enveloppe (5-10) au moins localement magnétique et formant un ensemble ayant une masse volumique globale au moins égale à celle du bain de métal en fusion. 2-Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que les pneumatiques (2),découpés suivant leur plan médian diamétral,sont empilés avec leurs concavités tournées dans le mame sens et sont reliés ,par des feuillards métalliques (5) ,entre eux et avec des tôles de fond (4a-4b)ayant sensiblement leur diamètre extérieur. 3-Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que les pneumatiques (2),découpés suivant leur plan médian diamétral,sont empilés avec leurs concavités tournées dans le meme sens,dans un fAt métallique (10) de récupération dont le fond (12) et le couvercle (13) sont traversés par une ouverture centrale (14-15). 4-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'un béton de silice (6) est coulé dans tout ou partie du paquet (1) de demi-pneumatique8(2). 5-Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'il comprend un bSti fixe (22),un plateau (20) monté libre en rotation sur le bâti,relié à des moyens (24),aptes à l'entraîner en rotation et comportant une face dia métrale (25) apte à recevoir un pneumatique (26),plusieurs doigts (29) qui,saillant de la face de réception du plateau,sont reliés à des moyens (30-32)-- aptes à les déplacer radialement pour venir en contact de pression contre au moins l'un des cercles intérieurs du pneumatique (26), un outil tranchant (33),extérieur au plateau et réglable en hauteur,et des moyens (34) aptes à communiquer à cet outil un déplacement radial au moins en direction du centre du plateau (20 . 6-Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les doigts sont solidaires de coulisseaux qui,mo- biles dans des glissires radiaLes du plateau,sont reliés à des vérins aptes à leu communiquer des déplacezents radiaux. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6,caractérisé en ce que l'outil tranchant est calé à l'extrémité de la tige d'un vérin dont le corps est ca lé à l'extrémité de la partie supérieure d'une console, solidaire du bati et réglable en hauteur.