Brevet FR2569428A1 — publié le 19860228

La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour nettoyer des restes d'anodes qui subsistent apres le remplacement par de nouvelles anodes lors de l'exécution d'une électrolyse en bain de fusion et qui sont suspendus aux barres d'anodes en étain recouverts de résidus de matière de bain, la barre d'anode et un appareillage pourvu d'un outil étant déplacés l'un par rapport à l'autre et les résidus de matière de bain étant enlevés du reste d'anode. Lors de la production d'aluminium au moyen d'une électrolyse en bain de fusion, les restes d'anodes tombent des anodes en carbone usées. Pour les anodes utilisées, il subsiste un reste d'environ 20 à 30%. Ce reste est recouvert notamment sur son côté supérieur d'une couche plus ou moins épaisse de résidus de matière du bain d'électrolyse. Le carbone des restes d'anodes constitue une bonne matière première pour la production de nouvelles anodes. Avant sa réutilisation, le carbone non consommé doit obligatoirement être nettoyé complètement des résidus de matière de bain. Les résidus de matière de bain sont également réutilisés et renvoyés dans la cuve d'électrolyse. Pour le nettoyage des restes d'anodes, on utilise déjà des machines fonctionnant automatiquement. D'après le brevet DE-30 32 525, on connaît un dispositif et un procédé pour nettoyer des restes d'anodes par des moyens mécaniques. Un reste d'anode est fixé par sa barre d'anode sur une palette transporteuse au moyen d'un dispositif de serrage en étant placé sur une table de transport dans une position définie et il est amené au-dessus d'un entonnoir collecteur. Le résidu d'anode et la palette, y compris le dispositif de serrage, sont tournés d'environ 900 de manière qu'un ou plusieurs burins en forme de bêches disposés au-dessus et/ou sur le côté du ou des restes d'anodes ayant pivoté puissent enlever l'oxyde d'aluminium et la matière du four du reste d'anode. Un inconvénient rencontré dans ce cas consiste en ce que les frais à engager pour les dispositifs de serrage, de traitement et de basculement du reste d'anode sont très élevés et que le nettoyage par les burines est effectué selon un schéma fixe et ne peut pas être adapté à la forme-individuelle d'un reste d'anode. Des résidus de matière de bain, qui ont pénétré dans des fissures et des évidements, ne peuvent pas être enlevés avec ce dispositif, de sorte qu'une opération manuelle de finition est inévitable. L'invention a en conséquence pour but d'automatiser le nettoyage des restes d'anodes de façon qu'un enlèvement complet des résidus de matière de bain soit possible, sans qu'il en résulte un entraînement non contrôlé des restes d'anodes et sans faire intervenir un travail manuel de finition motteux. Ce- problème est résolu en ce aue l'enlèvement des résidus de la matière de bain à partir du reste d'anode est contrôlé à l'aide d'au moins un dispositif optoélectronique, notamment une caméra de télévision, et est commandé en fonction des résidus de matière de bain adhérant encore sur le reste d'anode. Le nettoyage des restes d'anodes est effectué ainsi avantageusement sans aucune intervention manuelle. Du fait que la totalité des résidus de matière de bain sont détectés et enlevés d'une manière complètement automatique, le nettoyage manuel et d'autres travaux de finition deviennent superflus. Dans un mode avantageux de mise en oeuvre du procédé, à chaque fois un reste d'anode recouvert de résidus de matière de bain est enregistré de façon échelonnée par le dispositif optoélectronique au moyen d'une rotation pas à pas de la barre d'anode, l'image enregistrée est tramée au moyen d'un dispositif électronique et l'image tramée est contrôlée au moyen d'un autre dispositif électronique pour détecter l'existence de résidus de matière de bain et ensuite, au moyen de ce dispositif électronique, des ordres de commande sont transmis à un dispositif transporteur et à un dispositif d'entraînement en rotation de la barre d'anode ainsi qu'à un dispositif de commande de l'appareillage pourvu de l'outil en vue d'effectuer le nettoyage du reste d'anode.Le procédé pour détecter les résidus de matière de bain et la commande d'un appareillage à l'aide des données alors obtenues est possible au moyen de dispositifs électroniques, qui peuvent établir des différences entre les zones claires et sombres d'une image enregistrée de façon optoélectronique, de préférence l'image d'une caméra de télévision. L'image, prise par exemple en noir et blanc par la caméra de télévision, de la surface d'un reste d'anode recouvert encore de résidus de matière de bain fait apparaître des zones claires aux endroits où il subsiste encore des résidus de matière de bain, alors que des zones sombres signalent la présence du carbone pur du reste d'anode. Grâce au tramage, il est avantageusement possible de placer un système de coordonnées sur l'image prise, les zones claires apparaissant sous la forme d'un groupage de points clairs de trame.Chaque point clair de trame peut être atteint par l'appareillage pourvu de l'outil sur la base des coordonnées connues et l'outil peut enlever de façon contrôlée les résidus de matière de bain. Le processus de nettoyage est avantageusement limité aux endroits nécessaires et n'est poursuivi que jusqu'à ce qu'un nettoyage complet ait été effectué. Pendant le nettoyage des restes d'anodes, le contour du reste d'anode recouvert de résidus de matière de bain est exploré au moyen d'un capteur et l'appareillage pourvu de l'outil est commandé. Le capteur empêche avantageusement l'outil de se rapprocher de façon incontrôlée du reste anode et il commande simultanément, par des valeurs-prédéterminées, l'épaisseur de la couche à enlever par l'outil. D'autres caractéristiques et avantagesde l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement un mode avantageux de réalisation de l'appareillage conforme à l'invention Sur un dispositif transporteur de type connu, par exemple un système à monorail, un reste d'anode 1 recouvert de résidus de matière de bain 6 est transporté, en etant suspendu à une barre d'anode 2, jusque dans le poste de nettoyage des restes d'anodes. Dans ce poste, un dispositif rotatif 17 de type connu reçoit la tige d'anode 2 avec le reste d'anode 1. Sur le dessin, on a indiqué en traits interrompus le contour initial-de l'anode représentée en coupe. Au moyen d'un dispositif optoélectronique 3, on produit électroniquement une image d'une surface du reste d'anode 1 recouvert des résidus de matière de bain 6. Dans des dispositifs optoélectronïques, des images produites optiquement sont converties en signaux électriques, comme par exemple dans une caméra de télévision. L'image de la surface, qui est prise par la caméra de télévision 3, est décomposée en une trame au moyen d'un dispositif électronique 4. Cette trame forme un système de coordonnées, chaque point de la trame représentant un point sur la surface du reste d'anode 1 recouvert des résidus de matière de bain 6 et pouvant être contrôlé en consequence. Au moyen d'un autre dispositif électronique 5 relié au dispositif électronique 4, l'image tramée est contrôlée en ce qui concerne les zones claires et les zones sombres. Des zones claires se présentant sous la forme d'un rassemblement de points clairs de trame signalent les résidus de matière de bain 6 à enlever tandis que les zones sombres, se présentant sous la forme de points sombres de la trame, représentent le carbone du reste d'anode 1 qui a été nettoyé. Des dispositifs de tramage d'une image de télévision et de conversion des zones claires et des zones sombres en ordres de commande sont généralement connus. Un exemple d'application non industrielle consiste dans la conversion des images de portrait reçues par une caméra de télévision en une image claire-sombre se composant de signes graphiques, et imprimée par une imprimante.Des appareils de ce genre sont utilisés par exemple dans des maisons de commerce à des fins publicitaires. Conformément à l'invention, des signaux produits par les points clairs et les points sombres de la trame sont utilisés pour la commande d'un appareillage 7, tels que ceux employés par exemple dans l'industrie automobile sous forme de robots de soudage. Cet appareillage 7 porte un burin servant d'outil 8 pour enlever les résidus de matiere de bain 6 du reste d'anode 1. On peut cependant également utiliser pour le nettoyage des outils opérant par percussion, par burinage ou par fraisage, ou bien également des jets d'eau ou d'air comprimé. Le burin 8 représenté peut être agencé d'une manière connue comme un burin actionné par air comprimé ou entraîné électriquement. En fonction des résidus de matière de bain 6 détectés par le dispositif électronique 5, des signaux sont appliqués au dispositif de commande 13 de l'appareillage 7, c'est-à-dire le robot, pour l'enlèvement des résidus de matière de bain. Le robot agit par son burin 8 sur un point prédéterminé de trame situé sur le reste d'anode 1 recouvert des résidus de matière de bain 6. Le capteur 9 signale que le burin a atteint les résidus de matière de bain se trouvant sur le reste d'anode. Le burin enlève les résidus de matière de bain en effectuant une avance prédéterminée qui est définie empiriquement. Les résidus de matière de bain qui ont été enlevés sont évacués par soufflage au moyen d'air comprimé 10 débité par un dispositif à buses 11 et la surface d'image prise par la caméra de télévision 3 est maintenue exempte de poussière. Après l'enlèvement des résidus de matière de bain au point défini sur la trame le burin 8 est déplacé en arrière et il opère sur le résidu de matière de bain placé immédiatement à côté et qui a été-détecté sous la forme d'un point blanc de trame. Lorsque tous les points blancs de trame de la surface prise par la caméra de télévision 3 ont été traités à l'aide du burin 8, et lorsque les résidus de matière de bain 6 se trouvant en cet endroit ont té enlevés du reste d'anode 1, l'image enregistrée de la surface est contrôlé par le dispositif électronique 5 en vue d'une détermination des zones claires et sombres de l'image tramée, et par conséquent, des résidus de matiere de bain encore adhérents. Lorsqu'il existe encore une zone claire, le burin est dirigé jusqu'en cet endroit où subsiste un résidu de matière de bain et il commence une nouvelle opération d'enlèvement. Cette opération est répétée jusqu'à ce que le contrôle de la surface fasse ressortir seulement des points sombres de trame. Cela indique que le reste d'anode 1 a été complètement libéré sur cette surface des résidus de matière de bain 6 adhérents. Maintenant le dispositif électronique 5 envoie un signal au dispositif 17 pour faire tourner la barre d'anode et cette barre d'anode 2 associée au reste d'anode 1 est tournée d'un angle prédéterminé afin que la surface suivante puisse être nettoyée. Cette surface est ainsi également nettoyée comme décrit ci-dessus. Lorsque le reste d'anode 1 a été complètement nettoyé, c'est-à-dire apparaît complètement en noir, le dispositif 17 d'entraînement en rotation reçoit, en provenance du dispositif électronique 5 de détermination des zones claires et des zones sombres de l'image tramée, un signal commandant le transfert de la barre d'anode 2 sur le dispositif transporteur 16, qui reçoit ainsi un signal pour l'évacuation de la barre d'anode avec le reste d'anode nettoyé. Les résidus de matière de bain 6 qui ont été enlevés tombent par l'intermédiaire d'une colonne 12 sur un système transporteur de type connu, non représenté, et qui assure leur transport jusqu'à une installation de préparation. Les poussières produites peuvent être évacuées du poste de nettoyage des restes d'anodes au moyen d'un dispositif d'aspiration, également non représenté et non décrit. Pour que l'objectif de la caméra de télévision 3 ne soit pas encrassé, la poussière est enlevée par soufflage au moyen d'air comprimé 10 projeté par des buses 14. Dans une application de l'appareillage et du procédé conformes à l'invention, il est également possible, bien que cela ne soit pas représenté sur le dessin, d'utiliser deux dispositifs optoélectroniques, notamment deux caméras de télévision, pour observer la surface d'un reste d'anode à partir de deux endroits placés l'un à côté de l'autre. Dans ce cas, initialement, les deux images enregistrées sont-amenées en coincidence dans un dispositif électronique additionnel, tel que celui classiquement utilisé par exemple lors de l'analyse topographique de prises de vues de terrains en géographie. L'avantage particulier d'un dispositif agencé de cette manière consiste en ce que le capteur 9 représenté sur la figure jointe n'est pas nécessaire car toutes les données servant à la commande de l'appareillage de nettoyage des restes d'anodes sont obtenues lors de l'analyse de l'image apparaissant spatialement. Le tramage de l'image de la sur-face enregistrée, le contrôle et l'analyse des zones claires et des zones sombres ainsi que le nettoyage des résidus de matière de bain sont effectués avec cet appareillage comme cela a déjà été décrit. On peut envisager un mode de réalisation de l'appareillage conforme à l'invention également sans commande du dispositif transporteur 16 et du dispositif d'entraînement en rotation 17 par le dispositif électronique 5 en vue de déterminer les résidus de matière de base 6 encore adhérents. A cet effet, on pourrait par exemple fixer en position la barre d'anode 2 avec le reste d'anode 1 et faire tourner autour de cet ensemble l'appareillage 7 servant à nettoyer le reste d'anode. REVENDICATIONS 1. Procédé pour nettoyer des restes d'anodes qui subsistent après le remplacement par de nouvelles anodes lors de l'exécution d'une électrolyse en bain de fusion et qui sont suspendus aux barres d'anodes en étain recouverts de résidus de matière de bain, la barre d'anode et un appareillage pourvu d'un outil étant déplacés l'un par rapport à l'autre et les résidus de matière de bain étant enlevés du reste d'anode, caractérisé en ce que l'enlèvement des résidus de matière de bain (6) à partir du reste d'anode (1) est contrôlé à l'aide d au moins un dispositif optoélectronique (3), notamment une caméra de télévision, et est commandé en fonction des résidus de matière de bain encore adhérents sur le reste d'anode. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque fois un reste d'anode (1) recouvert de résidus de matière de bain (6) est enregistré de façon échelonnée par le dispositif optoélectronique (3) au moyen d'une rotation pas à pas de la barre d'anode (2), l'image enregistrée est tramée au moyen dsun dispositif electro- nique (4) et l'image tramée est contrôlée au moyen d'un autre dispositif électronique (5) pour détecter l'existance de résidus de matiere de bain et ensuite, au moyen de ce dispositif électronique (5), des ordres de commande sont transmis à un dispositif transporteur (16) et à un dispositif d'entraînement en rotation (17) de la barre d'anode (2) ainsi qu'à un dispositif de commande (13) de l'appareillage (7), pourvu de l'outil (8), en vue d'effectuer le nettoyage du reste d'anode (1). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le contour du reste d'anode (1) recouvert de résidus de matière de bain (6) est exploré au moyen d'un capteur (9) et l'appareillage (7) pourvu de l'outil (8) est commandé. 4. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac tersé en ce qu'au moins un dispositif optoélectronique (3),notamment une caméra de télévision, est relié à un dispositif électronique(4) servant au tramage des surfaces enregistrées pour le reste d'anode 1 recouvert de résidus de matière de bain (6),le dispositif électronique (4 étant: : relié à un autre dispositif électronique (5)pour déterminer les résidus de matière de bain(6) encore adhérents et qui est lui-même relié à un dispositif transporteur (16) et à un dispositif d'entraînement en rotation(l7), auquel est suspendue la barre d'anode (2), ainsi qu'un dispositif de commande (13), d'un appareillage en forme de bras (7) librement mobile dans un système de coordonnées tridimensionnelles et qui porte un outil (8), par exemple un burin, pour le nettoyage des restes d'anodes. 5. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'appareillage (7) de nettoyage des restes d'anodes est équipé d'un capteur (9) pour explorer le contour du reste d'anode (1) recouvert des résidus de matière de bain (6), ou bien en ce que l'outil (8) proprement dit est agencé sous forme d'un capteur.