Brevet FR2582555A1 — publié le 19861205

Dispositif pour couper un coffrrage d'électrode de carbone pré-cuite, notamment dans l'industrie de l'alu- minium " L'invention concerne un dispositif pour couper un coffrage d'acier sur des électrodes en carbone pré-cuites. Les électrodes en carbone pré-cuites directement fabriquées pour les fours dans lesquels elles sont montées, sont utilisées depuis longtemps dans les fours de fusion électrothermiques. Les électrodes sont constituées par un coffrage d'acier extérieur dans lequel on charge une pâte d'électrode non cuite consistant en un matériau à base de carbone et un matériau d'agrégation carboné. Sous l'effet de la chaleur appliquée, la pâte d'électrode non cuite est cuite pour former une électrode de carbone solide. Lorsque l'électrode est consumée dans le four, de nouvelles sections de coffrage d'acier sont soudées au sommet du coffrage d'électrode, et de la pâte d'électrode non cuite supplémentaire est chargée dans le coffrage. On obtient de cette manière, une tige continue d'électrode de carbone. Normalement, le coffrage d'acier est consumé dans le four en même temps que l'électrode de carbone. Cependant, dans les procédés o le fer con- tenu dans le coffrage d'acier risque de contaminer le métal ou l'alliage métallique produit dans le four, le coffrage d'acier doit être retiré de l'électrode de car- bone avant que ce coffrage pénètre dans le coeur du four, mais après que l'électrode soit complètement cuite. Les fours de fusion électrothermiques du type ci-dessus sont généralement équipés de trois électrodes de carbone. Du fait des équipements du four constitués par exemple par des tubes de chargement, des barres de transport et autres, on ne dispose que d'un espace libre très limité dans la zone des électrodes située au-dessus du toit du four ou de la hotte à fumée. De plus, du fait du danger représenté par les projections d'étincelles électriques, on ne laisse généralement pas travailler les opérateurs du four dans la zone des élec- trodes, lorsque le four est en fonctionnement. Pour cou- per et retirer manuellement le coffrage d'acier, au moyen d'un chalumeau de coupe, d'une fraise angulaire ou autre, il est donc nécessaire de couper le four lorsqu'on effectue manuellement l'opération de découpage du coffrage d'électrode. Pour une consommation d'électrode d'environ 1 à 1 mètre par électrode et par jour, cela conduit à des pertes de production beaucoup trop élevées si le four doit être arrêté pour couper et retirer le coffrage. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en créant un dispositif per- mettant de couper des coffrages d'acier sur des électro- des en carbone cuites, de façon que le coffrage soit coupé à la fois horizontalement et verticalement pour fendre celui-ci en petits morceaux pouvant être retirés facilement. L'invention a également pour but de créer un dispositif qu'on puisse manoeuvrer automatiquement ou par une commande à distance, à partir d'un programme pré- déterminé. De cette manière, il n'est plus nécessaire d'arrêter le fonctionnement du four pendant la coupe et l'extraction du coffrage d'électrode. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour couper un coffrage sur une électrode de carbone pré-cuite. dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un anneau suspendu librement autour de l'élec- trode, au moins deux sabots de serrage montés en pivo- tement sur l'anneau et pouvant être bloqués contre la périphérie du coffrage de l'électrode au moyen de pre- miers cylindres hydrauliques, ces sabots de serrage comportant des arêtes de coupe verticales destinées à cou- per verticalement le coffrage d'électrode, une chaîne placée autour de l'anneau, cette chaîne comportant un certain nombre d'arêtes de coupe de façon qu'une extré- mité de la chaîne soit fixée à un second cylindre hydrau- lique et que l'autre extrémité de la chaline soit fixée au piston du second cylindre hydraulique pour pouvoir ainsi serrer la chaîne autour de la périphérie de l'électrode, et un troisième cylindre hydraulique fixé à l'anneau tandis que le piston du troisième cylindre hydraulique est fixé à la chaîne, ce qui permet ainsi d'entraîner horizontalement la chaîne vers l'arrière et vers l'avant sur la circonférence du coffrage d'électrode, sur une distance au moins égale à la distance comprise entre chacune des arêtes de coupe. Pour couper un coffrage, on effectue la séquence d'opérations ci-après: Les sabots de serrage sont bloqués contre le coffrage d'électrode. Les bords de coupe des sabots de serrage peuvent ainsi couper le coffrage verti- calement en même temps qu'ils fixent l'anneau par rap- port à l'électrode. Ensuite, la chaîne placée sur l'anneau est serrée de manière à presser les bords de coupe contre le coffrage d'électrode. On coupe maintenant horizontale- ment le coffrage d'électrode en déplaçant le piston du troisième cylindre hydraulique vers l'intérieur et vers l'extérieur. La chaîne et les bords de coupe de la - chaîne se déplacent ainsi horizontalement vers l'arrière 25.82555 et vers l'avant sur le pourtour du coffrage. Les bords de coupe peuvent ainsi couper le coffrage horizontale- ment. En répétant cette séquence d'opéra- tions, on peut couper le coffrage à la fois verticale- ment et horizontalement pour le retirer sous forme de morceaux relativement petits. Selon une forme préférée de réali- sation de l'invention, les bords de coupe des sabots de serrage présentent une forme en zigzag, ce qui permet d'améliorer les possibilités de coupe des bords de coupe. Suivant une autre forme préférée de réalisation de l'invention, les bords de coupe de la chaîne se présentent sous la forme de roues de coupe. Pour éviter d'endommager et de fen- dre l'électrode cuite, la hauteur des bords de coupe des sabots de serrage, et la hauteur des bords de coupe de la chaine, sont limités au maximum à trois fois I'épaisseur du coffrage d'électrode. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, un anneau de guidage de la chaline se pré- sentant sous la forme d'une tige de fer ou autre, est fixé au sommet de l'anneau suspendu librement. La chaine est équipée à son extrémité inférieure d'au moins trois consoles s'inclinant vers l'extérieur et vers le bas, à leurs extrémités inférieures, lorsqu'on les regarde depuis l'électrode. Ces consoles sont destinées à glisser sur l'anneau de guidage fixé au sommet de l'anneau libre- ment suspendu, de façon que lorsqu'on serre la chaîne autour de l'électrode, cette chaine soit guidée vers le haut en se rapprochant de l'électrode, et de façon que lorsqu'on desserre la chaîne, celle-ci glisse vers le bas en s'écartant de l'électrode. Pour empêcher tout mouvement relatif entre le dispositif et l'électrode lorsque l'anneau librement suspendu est fixé à l'électrode au moyen des sabots de serrage, on utilise un mécanisme d'enclenche- ment automatique empêchant l'électrode de se déplacer vers le haut et vers le bas, lorsque les sabots de ser- rage du dispositif de coupe sont pressés contre le cof- frage d'électrode. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente une vue de côté, en élévation, du dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue de dessus, en élévation, du dispositif selon l'invention dans lequel certaines parties ont été découpées; - la figure 3 représente une coupe verticale suivant la ligne I-I de la figure 2; et - la figure 4 représente à plus grande échelle une partie de la figure 2. Le dispositif selon l'invention com- prend un anneau 1 placé horizontalement autour d'une électrode 2 munie d'un coffrage d'acier 3. L'électrode 2 est cuite par chauffage d'une pâte d'électrode non cuite, la zone de cuisson se situant nettement au-dessus du niveau o se trouve le dispositif selon l'invention. L'électrode est donc omplètement cuite lorsqu'elle atteint le niveau du dispositif de coupe. L'anneau 1 est de préférence réalisé en plusieurs sections de fers creux reliées les unes aux autres par des boulons et des écrous 4, ou par soudure ou autre, à l'endroit des collerettes 5. L'anneau 1 peut ainsi se monter et se démonter très simplement et très rapidement. L'anneau 1 est suspendu librement à la construction ou au châssis d'électrode (non repré- senté) par des câbles ou des chaînes 6. Au moins deux sabots de serrage 7 sont suspendus en pivotement à l'anneau 1. Comme indiqué sur les figures 1 et 2, chacun des sabots de serrage 7 est suspendu en pivotement à une extrémité d'un bras 9, au moyen d'un premier boulon 8. Le centre du bras 9 est monté en pivotement sur l'anneau 1 au moyen d'un second boulon 10 passant à travers les rebords 11 et 12 de l'an- neau 1. A son autre extrémité, le bras 9 est relié en pivotement au piston 13 d'un premier cylindre hydraulique 14, au moyen d'un troisième boulon 15. Le cylindre hydraulique 14 est monté en pivotement en 16 sur l'anneau 1. Les premiers cylindres hydrauliques 14 reliés aux sabots de serrage 7 par les bras 9, com- portent des tuyaux de circulation de fluide hydraulique (non représentés), ces tuyaux étant branchés de façon que les premiers cylindres hydrauliques 14 fonctionnent simultanément. Lorsque les pistons 13 des premiers cylin- dres hydrauliques 14 sont entraînés vers l'extérieur, les sabots de serrage 7 viennent s'appuyer contre le coffrage d'électrode 3. L'anneau 1 se trouve ainsi fixé par rap- port à l'électrode 2. Cette position est représentée sur les figures 1 et 2. Lorsque les pistons 13 sont entraînés vers l'intérieur, les sabots de serrage 7 s'écartent de l'électrode et l'anneau 1 se trouve ainsi libéré de l'électrode 2. Les sabots de serrage 7 sont équipés d'arêtes de coupe verticales 17 sur le côté tourné vers le coffrage d'électrode. Lorsque les sabots de serrage 7 sont pressés contre le coffrage d'électrode 3, comme décrit ci- dessus, les arêtes de coupe 17 viennent couper le coffrage d'électrode 3. Les figures 1 et 2 représen- tent deux sabots de serrage 7 munis d'arêtes de coupe 17, de sorte que les coffrages d'électrode sont coupés sui- vant deux découpes verticales. Le dispositif selon l'invention peut cependant être équipé de plus de deux sabots de serrage 7 munis d'arêtes de coupe 17, de manière à découper le coffrage 3 en morceaux plus petits. Sur l'anneau 1 est placée une chaîne 18 constituée d'un certain nombre de roues de coupe 19 et de maillons de liaison 20. Les maillons 20 et les roues de coupe 19 sont reliés en pivotement les uns aux autres par des boulons 21 traversant les trous percés au centre des roues de coupe 19. La longueur de la chaîne 18 est légèrement plus petite que la circonférence de l'électro- de 2. Aux extrémités 22 et 23 de la chaîne 18 sont mon- tées des consoles 24 et 25 fixées respectivement à l'ex- trémité d'un second cylindre hydraulique 26 et à l'extré- mité extérieure du piston 27 du second cylindre hydrau- lique 26. Lorsque le piston 27 est entraîné vers l'intérieur, la chaîne 18 se trouve serrée autour de la périphérie du coffrage d'électrode 3, et les roues de coupe 19 sont pressées contre-le coffrage d'électro- de. Lorsque le piston 27 est entraîné vers l'extérieur, la chaîne 18, et par conséquent les roues de coupe 19 s'écartent de l'électrode. Le piston 28 d'un troisième cylindre hydraulique 29 est fixé à la console 25. L'ex- trémité du troisième cylindre hydraulique est fixée à une console 30 de l'anneau 1. Pour couper le coffrage d'électrode 3 horizontalement au moyen des roues de coupe 19, on effectue le cycle d'opérations ci-après: On fixe l'anneau 1 par rapport à l'électrode 2 en bloquant les sabots de serrage 7 contre le coffrage d'électrode 3. Comme décrit cirdessus, le coffrage 3 se trouve ainsi coupé verticalement. Pendant que l'anneau i se trouve fixé de cette manière par rap- port à l'électrode 2, on vient presser les roues de coupe 19 contre le coffrage d'électrode 3 en entraînant vers B l'intérieur le piston 27 du second cylindre hydraulique 26. Le piston 26 du troisième cylindre hydraulique 29 est ensuite entraîne vers l'intérieur et vers l'extérieur. Les roues de coupe 19 se déplacent ainsi horizontalement vers l'arrière et vers l'avant sur le coffrage d'électro- de 3 de manière à produire une découpe horizontale dans ce coffrage d'électrode 3. Pour obtenir une coupe hori- zontale complète sur toute la circonférence du coffrage d'électrode 3, la longueur du mouvement du piston 18 du troisième cylindre hydraulique 29 doit être suffisam- ment grande pour que les roues de coupe 19 se déplacent sur une distance au moins égale à la distance comprise entre chacune des roues de coupe 19. Lorsque le coffrage 3 a été coupé horizontalement, on libère la chaîne 18 en entrainant vers l'extérieur le piston 27 du second cylindre hydrau- lique 26, après quoi les sabots de serrage 7 sont déga- gés de l'électrode. L'ensemble du dispositif se trouve ainsi dégagé de l'électrode 2. Lorsque le coffrage d'électrode 3 a été ainsi coupé à la fois verticalement et horizontale- ment, on peut maintenant retirer les morceaux séparés du coffrage d'électrode 3, soit manuellement, soit en les faisant passer sur une glissière inclinée ou autre dans laquelle les morceaux du coffrage d'électrode peuvent tomber et glisser hors de la zone d'électrode. - Comme indiqué ci-dessus, la chaîne 18 repose librement sur l'anneau 1. Pour obtenir un gui- dage de sécurité de la chaîne, un anneau de guidage 31 constitué par une tige de fer est de préférence fixé au sommet de l'anneau 1 par soudure ou autre. La chaîne 18 est guidée contre l'anneau 31 par au moins trois consoles 32 fixées du côté inférieur de la cha4ne 18. Les consoles 32 sont in- clinées vers l'extérieur et vers le bas lorsqu'on les regarde depuis l'électrode. Les côtés inclinés des con- soles 32 sont destines à venir s'appuyer sur le sommet de l'anneau de guidage 31, de façon que la chaîne 18 soit guidée lorsqu'elle est serrée ou relâchée. Pour s'assurer que le coffrage d'électrode 3 soit complètement coupé, les arêtes de coupe 17 des sabots de serrage 7 présentent de préféren- ce une forme en zigzag, comme indiqué sur la figure 3. Cela permet d'obtenir une meilleure faculté de coupe. La figure 4 représente plus en détails les roues de coupe 19. Les arêtes de coupe 33 des roues de coupe 19 ne s'étendent de préférence que sur une partie seulement de la largeur de ces roues de coupe 19. Cela permet de s'assurer que les roues de coupe 19 n'effectuent pas une coupe plus profonde que la hauteur des arêtes de coupe 33. Pour éviter d'endommager l'élec- trode de carbone 2, la hauteur des arêtes de coupe 33 est limitée au maximum à trois fois l'épaisseur du coffrage. RE V E N D I CA T IONS 1 ) Dispositif pour couper un cof- frage (3) sur une électrode de carbone pré-cuite (2), dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un anneau (1) suspendu librement autour de l'électrode (2), au moins deux sabots de serrage (7) montés en pivotement sur l'anneau (1) et pouvant être bloqués contre la périphérie du coffrage (3) de l'électrode (2) au moyen de premiers cylindres hydrauliques (14), ces sabots de serrage (7) comportant des arêtes de coupe verticales (17) destinées à couper verticalement le coffrage d'électrode (3), une chaîne (18) placée autour de l'anneau (1), cette chaîne (18) comportant un certain nombre d'arêtes de coupe (33) de façon qu'une extrémité de la chaîne (18) soit fixée à un second cylindre hydraulique (26) et que l'autre extrémité de la chaîne (18) soit fixée au piston (27) du second cylindre hydraulique (26) pour pouvoir ainsi serrer la chaîne (18) autour de la périphérie de l'élec- trode (2), et un troisième cylindre hydraulique (29) fixé à l'anneau (1) tandis que le piston (28) du troisième cylindre hydraulique (29) est fixé à la chaîne (18), ce qui permet ainsi d'entraîner horizontalement la chaîne (18) vers l'arrière et vers l'avant sur la circonférence du coffrage d'électrode (3), sur une distance au moins égale à la distance comprise entre chacune des arêtes de coupe (33). 2 ) Dispositif selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les arêtes de coupe (17) des sabots de serrage (7) présentent une forme en zigzag. 3 ) Dispositif selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les arêtes de coupe (33) de la chaîne (18) se présentent sous la forme de roues de coupe (19).. 4 ) Dispositif selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'un anneau de guidage (31) de la chaîne (18) est placé au sommet de l'anneau (1). ) Dispositif selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce qu'au moins trois consoles (32) sont fixées au côté inférieur de la chaîne (18), ces consoles (32) étant inclinées vers le bas et vers l'exté- rieur lorsqu'on les regarde depuis l'électrode (2), et ces consoles (32) étant disposées de manière à guider la chaîne (18) contre l'anneau de guidage (31). 6 ) Dispositif selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la hauteur des arêtes de coupe (17) des sabots de serrage (7) et des arêtes de coupe (33) des roues de coupe (19) est d'au maximum trois fois l'épaisseur du coffrage. ) Dispositif selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les sabots de serrage (7) sont reliés en pivotement aux premiers cylindres hydrau- liques (14) par des bras pivotants (9) montés en leur centre sur l'anneau (1) par des boulons (15).