Brevet FR2588563A1 — publié le 19870417

PROCEDE DE RECHAUFFAGE DE PATE CARBONEE L'invention concerne un procédé de réchauffage de pâte carbonée stockée en fût métallique. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Les pattes carbonées utilisées en électrométallurgie sont obtenues par malaxage prolongé, à chaud (120/1400C), de brai (généralement du brai de houille) et de coke broyé (généralement du coke de pétrole). La proportion de brai peu varier assez largement, par exemple de 15% pour des pâtes dites "seches" à 30 %, et au delà, pour des pâtes dites "grasses". La pâte carbonée peut être directement utilisée à la sortie du malaxeur : c'est le cars de la fabrication des anodes pour la production d'aluminium par électrolyse. Dans d'autres cas, on étale la pâte chaude, sur une bande transporteuse, en couche peu épaisse, on la refroidit à l'eau et on la concasse en granulés stockés en sacs ou en silos, par exemple pour alimenter les anodes "Soederberg". Les pâtes de brasques proprement dites sont des pâtes carbonées destinées à la confection des garnissages intérieurs (dits "brasquages") de four d'électrométallurgie (cuves d'électrolyse pour aluminium), ou au jointoyage de blocs carbonés, tels que les blocs cathodiques formant le fond des cuves d'électrolyse pour l'aluminium. Dans ces différentes utilisations, la pâte de brasque doit être mise en oeuvre à une température qui peut se situer entre 50-550C (pâte "tiède") et de 130-1400C (pâte chaude). Le problème se pose donc de réchauffer la pâte, stockée le plus souvent en vrac, en conteneurs ou en sacs sachant que l'inflammabilité de certains de ses composants les plus volatils exclut l'usage de réchauffeurs à flamme ou à résistance électrique non-prctégee. OBJET DE L'INVENTION Le procédé, objet de l'invention, consiste à disposer, autour des fûts métalliques dans lesquels on introduit la pâte froide, solidifiée, un ou plusieurs colliers chauffants électriques, munis d'un limiteur de température pour éviter tout risque de surchauffe locale qui entrainerait une distillation des fractions volatiles du brai. Les figures 1 à 3 illustrent la mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 représente un fût en vue partiellement écorchée pour montrer l'emplacement de couples thermoélectriques contrôlant l'élévation de température de la pâte. La figure 2 montre en vue latérale (A) et de dessus (B) un collier chauffant constitué par deux demis cercles articulés sur une charnière, munis de résistances chauffantes. La figure 3 montre la vitesse de montée en température de la pâte de brasque. Le fût (1) a été rempli de pâte de brasque (2), coulée à chaud et refroidie. L'invention s'applique, de la même façon, à un fût rempli de granulés de pâte carbonée, avec, simplement, un ralentissement de la vitesse de montée en température. De façon à vérifier la vitesse et l'homogénéité de la montée en température, dans une série d'essais, on a préalablement introduit dans le fût plusieurs couples thermo-électriques tels que T1 à T5. Dans le cas représenté, T1, T3, T4 et T5 sont à mi-hauteur, T2 est près du fond et à la périphérie du fût; T3 est dans l'axe du fût, T5 est en haut et en périphérie. T1 et T4 sont disposés sur un même diamètre, de part et d'autre de T3, à mi-chemin entre l'axe et la périphérie du fût. Les colliers chauffants électriques (3) qui peuvent être si nécessaire, du type "antidéflagrant", comportent un ruban chauffant en alliage à base d'alliage nickel-chrome, bobiné sur un isolant à base de mica; l'ensemble est blindé par une tôle en acier nickelé et offre toute sécurité du point de vue de l'isolation électrique. Le serrage sur le fût s'effectue de façon classique par tige filetée (4) et écrou-papillon (5). Le collier comporte en outre deux poignées de manutention (6), un connecteur électrique (7) et un régulateur-deseur d'énergie (8) à variation continue, et un thermostat de sécurité permettant de limiter la température à une valeur prédéterminée (de 50 à 1600C par exemple). La hauteur "h" de ce type de collier peut être de 100 à150 mm. Le diagramme, figure 3, montre la vitesse de montée en température pour un fût de 200 litres de pâte à tiède (utilisation à 55-600C). Avec deux colliers chauffants de 2,5 kW chacun (C1, C3), la température désirée est atteinte en 14 h environ. Dans le cas de "pâte à chaud" (130-1400C), il est préférable de poser trois colliers chauffants (C1, C2, C3) par fût de 200 litres. Le thermostat de chaque collier est réglé de façon à éviter toute surchauffe qui serait préjudiciable à l'homogénéité de la pâte et qui pourrait provoquer la distillation des fractions les plus volatiles du brai, qui sont inflammables mais aussi dangereuses à inhaler. En pratique, on peur régler le thermostat à une température de O à 300 supérieure à la température finale désirée. Lors d'un essai de brasquage d'une cuve d'essai pour la production d'aluminium par électrolyse, on a pu verser directement la pâte ainsi réchauffée dans le joint à brasquer en manipulant les fûts (de 200 litres) avec un chariot élévateur ou sous un crochet de pont-roulant. Compte tenu de la très haute viscosité des pâtes carbonées froides, qui se comportent pratique.ment comme des solides à la température ambiante, il n'était pas du tout évident, à priori, que le réchauffage par colliers chauffants électriques soit la bonne solution, car on ne peut pas compter sur les courants de convection, dans ce milieu très visqueux, pour assurer la conduction thermique et maintenir l'homogénéité de la pâte. Dans la pratique industrielle, il ntest pas nécessaire de maintenir en permanence des thermocouples au sein de la pâte. Par un étalonnage préalable, on peut connattre, avec une précision suffisante, la durée de chauffage nécessaire pour un poids de pate et pour une puissance électrique donnés du ou des colliers chauffants. A l'usage, il apparaît que cette technique de préchauffage présente plusieurs avantages - simplicité des opérations et légèreté du matériel, - facilité et sécurité de mauntention des fûts de pâte carbonée - réduction du temps de main-d'oeuvre, par rapport à l'opération de malaxage, - amélioration sensible des conditions de travail pour le personnel chargé du préchauffage, - réduction importante des investissements et des coûts d'entretien (suppression des malaxeurs), - absence de tout risque d'inflammation de la pâte ou des vapeurs de brai. REVENDICATIONS 1. Procédé de réchauffage de pâte carbonée depuis la température ambiante jusqu'à une température d'emploi comprise entre 50 et 1400C environ, caractérisé en ce que la pâte carbonée (2) est placée dans un fût métallique () et:ce que l'on dispose, autour du fût, au moins un collier chauffant électrique (3), muni d'un limiteur de température (8). 2. Procédé de réchauffage de pâte carbonée, selon revendication 1, caractérisé en ce que le limiteur de température est réglé entre 0 et 300C au-dessus de la température d'emploi de la pâte carbonée.