Brevet FR2586287A1 — publié le 19870220

L'invention a pour objet une installation dont le rôle est de traiter les véhicules automobiles, notamment mais non exclusivement les berlines, qui ont été jugés non utilisables, afin d'en obtenir certains composants dont la récupération est la plus souhaitable parce qu'ils sont les plus facilement réutilisables dans un cycle de fabrication, comme les métaux ferreux et l'aluminium. On connait par le document FR-A-2 448 396 une installation qui comprend un chariot destiné à être chargé de débris, une chambre de calcination, une chambre de post -combustion, une installation d'épuration des gaz de calcination, une chambre de refroidissement par projection d'eau sur les débris calcinés. Le chariot est entraîné par une transmission successivement à l'intérieur de la chambre de calcination puis à l'intérieur de la chambre de refroidissement. Le chargement et le fonctionnement sont donc discontinus. Le chariot a une face de réception des débris qui est inclinée en direction de rigoles latérales. Plusieurs brûleurs à gaz ou à huile produisent dans la chambre de calcination une température réglée entre 600 et 6400 C, ce qui fait brûler les composants combustibles et fondre les métaux à bas point de fusion comme l'étain, des alliages de zinc et accessoirement d'aluminium, qui se rassemblent dans les rigoles du chariot. Le rôle essentiel de cette installation est principalement d'obtenir de la ferraille propre, exempte de matières étrangères ou de métaux indésirables. Le but principal de l'invention est de parvenir à une installation du genre de celle décrite ci-dessus exploitant le pouvoir calorifique des matières combustibles de véhicules, assurant d'une part la-- récupération de ferraille propre et d'aluminium traité obtenu en lingots, d'autre part une marche continue. A partir d'une installation comprenant un four de calcination à sole mobile équipé d'un brûleur, d'un foyer secondaire de postcombustion des fumées, d'un circuit de récupération de la chaleur des fumées, selon l'invention le four a deux parois opposées présentant des ouvertures d'entrée et de sortie respectivement et la sole est constituée par le brin supérieur d'une chaîne sans fin ajourée circulant de l'ouverture d'entrée vers l'ouverture de sortie, à l'intérieur du four; sous le brin supérieur de la chaîne sans fin ajourée est installé un entonnoir ayant une extrémité inférieure mise en communication avec au moins un creuset de réception de l'aluminium fondu; après l'ouverture de sortie du four la chaine sans fin est suivie d'un chemin d'évacuation des carcasses calcinées. De préférence, le chemin d'évacuation des carcasses conduit à une unité de traitement mécanique de la ferraille telle qu'une presse ou telle qu'un broyeur. Avantageusement, un poste de chargement des véhicules se trouve en avant de l'ouverture d'entrée du four et le brin supérieur de la chaîne sans fin commence au moins à ce poste de chargement. De préférence, des moyens de soufflage d'air sous pression sont disposés respectivement aux ouvertures d'entrée et de sortie pour empêcher la sortie des fumées par ces ouvertures. De préférence encore, en dehors du four, avantageusement entre le brin supérieur et le brin inférieur, un moyen de balayage est installé à proximité de la chaîne sans fin pour nettoyer celle-ci. Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'un exemple préféré de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue générale en perspective, en partie arrachée, d'une installation conforme à l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues de dessus d'une installation comprenant le four visible sur la fig. 1 avec une unité de traitement mécanique, respectivement un broyeur et une presse. Une installation conforme à l'invention est réa- lisable à l'aide d'organes et de mécanismes qui sont connus en soi et qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail. Le mérite de l'invention réside dans la conception générale de l'installation qui la rend plus exactement et plues avan- tageusement appropriée à son usage que les installations connues du même genre. La figure 1 montre un four 1 comprenant une enceinte de combustion 2 à parois latérales et supérieure en matiere réfractaire avec une sole 3 constituée par une chaîne sans fin qui a un brin supérieur 4 et un brin inférieure 5 en mouvement autour de deux poulies opposees convenablesdont l'une est montée sur un arbre moteur 6 entraîné en rotation par un ensemble moto-réducteur 7. Le brin supérieur 4 de la chaîne sans fin a une longueur supérieure à celle du four 1 il commence avant le four 1 à un poste de chargement 8 ; en suite ce brin supérieur 4 circule dans le four 1 entre une paroi extrême 9 de celui-ci où se trouve une ouverture d'entrée 10 et une paroi extrême opposée il où se trouve une ouverture de sortie 12.Des portes 13, 14, respectivement, peuvent être prévues pour permettre de fermer totalement les ouvertures lO, 12 quand on les désire.-Mais, comme on le verra plus loin, pendant le fonctionnement courant de l'installation, les portes 13, 14 sont à l'état ouvert de sorte qu'il est prévu en plus, sur le périmètre des ouvertures 10, l2a l'excep- tion du côté où se trouve le brin supérieur 4, des moyens de soufflage d'air sous pression (non visibles sur les figures), capables de créer un rideau d'air s'opposant à la sortie des fumées par les ouvertures 10, 12. Le four 1 a une voûte 15 qui ferme l'enceinte 2 et à partir de laquelle est ménagé un foyer secondaire vertical 16 terminé par un conduit d'évacuation des gaz 17. Ce foyer secondaire 16 contient des tubes 18 d'échange de chaleur, parcourus par un fluide refroidisseur à chauffer, par exemple de l'eau. Entre l'enceinte 2 et le foyer secondaire 16 est installé un moyen l9 de réglage de la section de passage. Un circuit d'air secondaire 20 est raccordé à la partie inférieure du foyer secondaire 16 par des orifices répartis périphériquement à section de passage réglable.Dans les parois longitudinales de l'enceinte 2 sont prévus, juste audessus du niveau du brin supérieur 4, à partir de l'ouvertu- re d'entrée 10, un brûleur d'allumage 21 puis -des ouvertures 22 d'entrée d'air primaire de préférence à section réglable. La chalne sans fin est du type connu en soi composé d'éléments articulés qui laissent entre eux des intervalles de passage. Par exemple la chaîne peut être composée d'éléments ajourés en fonte, articulés mutuellement les uns avec les autres. Sous la partie du brin supérieur 4 qui se trouve à l'intérieur de l'enceinte 2, entre les parois extrêmes 9, 11, est installé un entonnoir 23, dans l'intervalle qui sépare en sens vertical le brin supérieure 4 et le brin inférieur 5. Pour des raisons pratiques, comme le montre la figure 1, l'entonnoir 23 peut être composé de plusieurs entonnoirs élémentaires 24a, 24b, 24c séparés par des cloisons intermédiaires 25 transversales au brin supérieur 4 et qui servent à le soutenir. Dans tous les cas, l'unique entonnoir 23 ou les entonnoirs élémentaires 24a, 24b, 24c sont mis en communication par un canal incliné couvert 26 avec un creuset 27 réalisé en matière réfractaire. Ce creuset 27 peut être pourvu de moyens de chauffage si on le désire ; il possède un chenal de coulée qui se termine au-dessus d'un poste 29 de réception de lingotières. Après la paroi extrême 11 et l'ouverture de sortie 12, le brin supérieur 4 passe sous un seuil 31 incliné vers le haut suivi d'un plan incliné descendant 32. On se reportera maintenant aux figures 2 et 3 pour montrer que le conduit d'évacuation des gaz 17 qui parut du foyer secondaire vertical 16 aboutit à un cyclone 33 séparateur des gaz et des poussières dont le sommet est réuni par une canalisation 34 des fumées à un récupérateur de chaleur 35, Après ce dernier une canalisation 36 conduit les fumées à un réacteur 37 de traitement chimique après quoi les fumées sont envoyées dans une cheminée 38. Le récupérateur 35 est traversé aussi par l'air primaire pour le réchauffement de celui-ci. L'air réchauffé est dirigé par un tuyau 39 au brûleur d'allumage 21, par des tuyaux 40 aux ouvertures 22 d'entrée d'air primaire ; en outre une fraction de l'air réchauffé est conduite par un tuyau 41 au creuset 27. Ce dernier est tenu en température par l'air réchauffé qui vient du récupérateur 35. Sur la figure 2, le four 1 de la figure 1 est suivi dans l'installation, après le plan incliné 32, d'une unité de traitement mécanique constituée par un broyeur classique 42 entraîné par un moteur 43. Le volume intérieur de ce broyeur 42 est raccordé par une canalisation 44 à la canalisation 17 qui arrive au cyclone séparateur 33 afin que les poussières produites pendant le broyage soient éliminées de l'air qui les transporte. Sur la figure 3, l'unité de traitement mécanique qui suit le four 1 comprend une presse 45. Celle-ci est pre- cédée d'une chambre de dépoussiérage 46 qui est réunie au four 1 par l'intermédiaire d'un tunnel 47 et qui contient des moyens mécaniques internes d'agitation et de secouage. Ce tunnel 47 réalise un isolement entre le four 1 et la chambre de dépoussiérage 46 à l'aide de deux rideaux d'air successifs 48, 49 alimentés en air sous pression à partir d'un ventilateur 50. le volume intérieur de la chambre de dépoussiérage 46 est réuni par une canalisation 51 à un second cyclone sépara teur 52 dont la partie supérieure est raccordée par une canalisation 53 à la cheminée 38. Dans les deux exemples des figures 2 et 3, l'unité de traitement mécanique comprend une piste 54 d'évacuation des pièces lourdes qui prend naissance à la sortie 12 du four 1, après le seuil incliné 31. Cette piste 54 a une première partie 54 A perpendiculaire à la direction de la chaîne sans fin et une seconde partie 54 B parallèle à cette direction. La première partie 54A est avantageusement équipée d'un transporteur. Un moyen de balayage (non représenté) est installé transversalement à la chaîne sans fin, sous le seuil incliné 31, pour agir sur cette chaîne dans sa partie incurvée entre le brin supérieur 4 et le brin inférieur 5. Son rôle est de nettoyer la chaine sans fin en faisant tomber sur la première partie 54A de la piste 54 des débris qui risqueraient de rester accrochés aux éléments articulés. L'installation de l'invention fonctionne de la façon suivante. Les véhicules sont enfournés complets avec leurs organes mécaniques (moteur, boite de vitesse, pont, etc.), avec les roues et les pneumatiques, les vitres étant simplement brisées. Ils sont déposés au poste de chargement 8 à la suite les uns des autres sur le brin supérieur 4 qui circule constamment à travers le four 1. Les ouvertures d'entrée 10 et de sortie 12 sont ouvertes et les moyens de soufflage d'air sont mis en service. Le brûleur d'allumage 21 sert à produire préalablement dans l'enceinte 2 une température élevée et à allumer les matières combustibles que contient la première carcasse, comme le carton, le bois, les matières plastiques, les tissus, les pièces en caoutchouc, etc...La combustion de la première carcasse suffit à créer dans l'enceinte 2 une ambiance chaude qui allume spontanément les carcasses suivantes qui se succèdent l'une contre l'autre sur le brin supérieur 4. Après la mise en régime de marche du four 1, le brûleur d'allumage 21 n'est plus utile. Une automobile moderne qui pèse 800 kg en ordre de marche contient 170 kg environ de matières combustibles diverses à pouvoir calorifique élevé de l'ordre de 22.800 kJ/kg, ce qui dégage, par véhiculez une quantité de chaleur de 3.876.000 kJ environ. Le four 1 est muni de moyens de mesure de la température intérieure et de régulation agissant sur l'entrée de l'air primaire, sur la sortie des gaz de combustion, sur la circulation du fluide refroidisseur dans les tubes 18. A l'aide de ces moyens on maintient la température intérieure à une valeur de 8000C environ, de préférence comprise entre 800 et 8400C. Comme le zinc fond à 4190Cp l'aluminium à 660"C, le plomb et les alliages de plomb et d'étain à une température bien inférieure, mais que le cuivre fond à 10830C et les métaux ferreux à une température supérieure, le métal qui fond est principalement constitué parade l'aluminium et des alliages d'aluminium. A cette température, il coule facilement à travers le brin supérieur 4; il est recueilli par l'entonnoir 23 et il arrive dans le creuset 27. Dans celui-ci on peut lui faire subir un traitement métallurgique convenable avant de le couler dans les lingotières 30.De façon connue en soi, l'intérieur du foyer est tenu en surpression, par exemple à l'aide d'un papillon de réglage monté sur le conduit d'évacuation 17. Toutes les matières combustibles sont brûlées et entralnées dans les fumées. Celles-ci sont traitées de façon connue en soi pour être débarrassées des particules solides et des gaz indésirables avant d'etre envoyées à la cheminée 38. Dans l'installation de la figure 2, les carcasses calcinées qui ne sont plus composées que de métaux ferreux et de très peu de cuivre ou d'alliages cuivreux sont dirigées vers le broyeur 42 dès leur sortie de l'enceinte 2; elles sont déchiquetées en étant encore à une température de 6000C environ, ce qui facilite le travail du broyeur et nécessite moins d'énergie. Dans l'installation de la figure 3, les carcasses calcinées arrivent d'abord dans la chambre de dépoussiérage 46 où elles sont agitées pour que s'en détachent les cendres, les matières consumées, les oxydes, etc. .; ensuite elles entrent dans la presse 45 à une température de l'ordre de 4û00C qui facilite le travail de la presse. La conception de l'installation conformément à lînventIon procure d'une part de l'aluminium coulé en lingots, d'autre part des carcasses en métaux ferreux substantiellement exempts de matières étrangères qui sont mises facilement, à chaud, sous une forme convenable, déchiquetée ou compactée, sans une grande consommation d'énergie; en outre la combustion s'entretient d'elle-même et fournit de la chaleur récupérée dans le foyer secondaire 16. L'installation de l'invention est capable de traiter des véhicules préalablement démunis de leurs organes mécaniques principaux, de leurs roues et des vitres, mais il est plus avantageux, comme on l'a dit plus haut, de traiter des véhicules complets, simplement débarrassés des verres. Les moteurs ou les pièces du moteur ainsi que d'autres organes mécaniques qui sont en alliage d'aluminium fondent et aboutissent dans le creuset 27. Les moteurs et les autres pièces ou organes mécaniques qui sont en fonte ou en acier accompagnent les carcasses calcinées sur le brin supérieur 4 de la chaîne sans fin. Dans ce cas, le plan incliné 32 est constitué avantageusement par deux éléments espacés 32A et 32B séparés par un intervalle 32C. Aussitôt après leur sortie du four, les carcasses calcinées glissent sur les éléments 32A, 32B; les pièces mécaniques qui se sont détachées de la carcasse par suite de la fusion des pièces en aluminium ou de la combustion de blocs porteurs en caoutchouc tombent à travers l'intervalle 32C et sont recueillies par la piste 54; celle-ci peut être un plan incliné ou un transporteur et se trouve en partie sous la chaîne sans fin et en partie sous le chemin d'évacuation des carcasses que constitue le plan incliné 32. Bien entendu, l'installation de l'invention peut fonctionner aussi de manière discontinue, par charges successives complètes, la chaîne sans fin étant entraînée à vitesse rapide pendant le chargement et le déchargement du four. REVENDICATIONS 1. Installation pour la récupération des métaux ferreux et de l'aluminium inclus dans les véhicules automobiles réformés, comprenant un four de calcination (1) avec une enceinte de combustion et une sole mobile, un brûleur (21) équipant ce four, un foyer secondaire (16) de postcombustion des fumées en communication avec l'enceinte de combustion, un circuit (18) de récupération de la chaleur des fumées caractérisée en ce que le four (1) a deux parois opposées (9, 11) ayant respectivement une ouverture d'entrée (10) et une ouverture de sortie (12), la sole mobile est constituée par le brin supérieur (4) dtune chaine sans fin ajourée circulant de l'ouverture d'entrée (10) vers l'ouverture de sortie (12), un entonnoir (23) est installé à l'intérieur du four (1) sous le brin supérieur (4) avec une extrémité inférieure mise en communication avec un creuset (27) de réception de l'aluminium fondu , et un chemin d'évacuation (31, 32) des carcasses calcinées est placé à la suite du brin supérieur (4) après l'ouverture de sortie (12). 2. Installation selon le revendication 1 caractérisée en ce que le chemin d'évacuation des carcasses calcinées conduit à une unité de traitement mécanique de ces carcasses telle qu'une presse (45) ou un broyeur (42). 3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un poste de chargement (8) des véhicules est prévu en avant de l'ouverture d'entrée (10) du four (1) et le brin supérieur (4) de la chaine sans fin commence au moins à ce poste de chargement. 4. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que des moyens de soufflage d'air sous pression sont disposés respectivement aux ouvertures d'entrée (10) et de sortie (12) pour empêcher la sortie des fumées par ces ouvertures. 5. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un moyen de balayage est installé à proximité de la chaîne sans fin, en dehors du four, pour nettoyer la surface de cette channe. 6. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'enceinte de combustion (2) est équipée d'au moins un brûleur d'allumage (21) et d'ouvertures d'entrée d'air primaire (22), cependant que le foyer secondaire (16) s'élève au-dessus de l'enceinte de combustion (2), un moyen (19) de réglage de la section de passage étant installé entre eux et un circuit d'air secondaire (20) étant raccordé à la partie inférieure dudit foyer secondaire (16). 7. Installation selon la revendication 1 dans laquelle les fumées du four sont dirigées à travers un récupérateur de chaleur (35) caractérisée en ce qu'une fraction au moins de l'air extérieur réchauffé dans le récupérateur (35) est dirigée à l'intérieur du creuset (27). 8. Installation selon la revendication 2 dans laquelle l'unité de traitement mécanique est une presse (45) caractérisée en ce qu'une chambre de dépoussiérage (46) est placée en amont de ladite presse (45), cette chambre (46) étant équipée intérieurement de moyens d'agitation et de secouage des carcasses calcinées. 9. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que la chambre de dépoussiérage (46) est réunie au four (1) par l'intermédiaire d'un tunnel (47) ayant deux rideaux d'air successifs (48, 49) alimentés en air sous pression. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisée en ce que le chemin d'évacuation des carcasses comprend deux éléments (32A, 32B) espacés, séparés par un intervalle (32C) et une piste (54) d'évacuation des pièces mécaniques est installée sous ledit intervalle (32C) à la sortie du four. 11. Installation selon les revendications 5 et 10 réunies caractérisée en ce que la piste (54) s'étend à la sortie du four en partie sous la chaîne sans fin et en partie sous le chemin d'évacuation des carcasses.