Brevet FR2632543A1 — publié le 19891215

Procédé et dispositif pour traiter des déchets. L'invention concerne un procédé pour traiter des déchets d'un mé- tal non magnétique ou d'un alliage métallique non magnétique, qui est constitué au moins partiellement de copeaux, et contient avec ceux-ci des impuretés provenant du traitement par enlèvement de co- peaux, en particulier des particules ferromagnétiques du matériau de coupe, par fragmentation, dégraissage, lavage, séchage et tria- ges magnétiques multiples, la séparation de particules ferromagné- tiques du matériau de coupe se produisant au cours de l'avant-der- nier triage magnétique par l'action conjointe du champ de force ma- gnétique même, alors que, au cours du dernier triage magnétique, les déchets sont séparés sous l'effet d'un sondage magnétique en parties de déchets utiles-et en parties de déchets contenant enco- re des particules ferromagnétiques grossières du matériau de cou- pe. Un tel procédé est connu par DE-A-3.146.049. Dans le cas du traitement de matériaux métalliques en produits se- mi-finis, en produits finis et en pièces de construction, il se produit dans une grande mesure des déchets qui sont souvent en pe- tits morceaux ou peuvent être réduits en pièces de petite dimen- sion. Une partie importante de tels déchets se produit sous -forme de copeaux lors d'un traitement par enlèvement-de copeaux. Pour le traitement par enlèvement de copeaux, pour des raisons éco- nomiques, on utilise souvent des outils en métaux durs qui sont constitués en grande partie en carbures fragiles à point de fu- sion élevé. Par la destruction et l'usure des outils en métaux durs, les copeaux produits sont souillés par les particules de mé- tal dur. Pour des métaux non magnétiques et leurs alliages ayant une va- leur élevée de métal, on utilise de plus en plus comme produit de départ des déchets traités. Lors de ce traitement, il convient éga- lement, en plus de la séparation des impuretés habituelles, comme des restes d'huile de coupe et des graisses, de séparer les impure- tés formées par des particules de matériau de coupe. Pour les métaux et leurs alliages dont le point de fusion se trou- ve nettement au-dessous du point de fusion des carbures contenus dans le métal dur, comme par exemple le carbure de tungstène, la séparation sûre des particules de matériau de coupe nuisibles a une importance particulière pour éviter des inclusions étrangères dans le bloc de fusion. Pour l'enlèvement de copeaux de ces métaux de valeur élevée et de leurs alliages, on utilise en général des outils de coupe qui pré- sentent, en ce qui concerne leurs caractéristiques magnétiques com- me l'intensité du champ coercitif, une polarisation de saturation magnétique spécifique de valeurs minimales déterminées. Ces va- leurs minimales sont atteintes par des outils ferromagnétiques en acier rapide ou par des outils en métal dur en alliage de cobalt avec une teneur minimale déterminée en cobalt. Le traitement de copeaux de matériaux métalliques est effectué, conformément à la base de l'invention, de manière connue en plu- sieurs étapes par fragmentation, dégraissage, lavage et séchage, de grandes parties d'impuretés non souhaitées étant déjà séparées de ce fait. La séparation magnétique en plusieurs étapes suivan- tes par une disposition variée d'aimants et des systèmes d'ai- manits conduit à une séparation supplémentaire et à une séparation 26C2543 de particules magnétiques, également de particules magnétiques à haut point de fusion. La séparation de toutes les particules de matériau de coupe à haut point de fusion, nécessaire dans le but de garantir la qualité, qui ne fondent pas dans les processus de fusion suivants avec une sûreté totale et vont dans la solution., n'est cependant pas possi- ble jusqu'à présent par les procédés connus de séparation magnéti- que.-Pour assurer l'isolation complète de particules de matériau O10 de coupe à haut point de fusion, conformément à DE-A-3.146.049, on a pratiqué dans ce but à cette époque une radiographie postérieu- re des copeaux nettoyés et une isolation des parties de déchets im- purs déclenchée par le résultat de la radiographie. L'invention a pour but de développer le procédé selon l'introduc- tion de telle manière qu'une séparation sûre de parties de dé- chets contenant encore des particules de matériaux de coupe ferro- magnétiques grossières,soit assurée et puisse être réalisée en fonctionnement continu automatisable. Un autre but de l'invention consiste à créer un dispositif convena- ble et à indiquer des utilisations particulièrement avantageuses. A cet effet, conformément à l'invention, on propose que les dé- chets, après l'avant-dernier triage magnétique et avant le sonda- ge magnétique du dernier triage magnétique, sont répandus en conti- nu sur un support de transport plan et guidés avec le support de transport à travers un champ magnétique o les particules-ferroma- gnétiques du matériau de coupe encore présentes dans les déchets sont magnétisées, traversent ensuite avec le support de transport le sondage magnétique après lequel se produit la séparation entre les parties de déchets utiles et les parties de déchets contenant encore des particules ferromagnétiques grossières du matériau de coupe. Dans les trieurs magnétiques connus,- il se produit à chaque fois pendant ou après le triage magnétique, un transfert des déchets à la phase de traitement suivante par chute libre ou par des goulot- tes plus ou moins raides, les secousses dues au transfert étant transmises aux déchets. Par ces secousses, une magnétisation des particules de coupe ferromagnétiques par les champs magnétiques du trieur magnétique peut être de nouveau annulée. L'invention évite de telles influences du fait que les déchets devant être soumis au sondage magnétique final ne sont magnétisés définitivement que lorsqu'ils sont arrivés au repos sur leur support de transport après l'avant-dernier triage magnétique et ne sont plus soumis à des secousses durables sur leur chemin à travers le champ magnéti- que additionnel et le sondage magnétique. Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, on prévoit que la réaction du dispositif d'essai est déclenchée par des particu- les du matériau de coupe ayant une grosseur de grains de O,4mm et audessus. Une utilisation préférée du procédé selon l'invention est prévue pour traiter des déchets contenant des copeaux d'un des métaux du groupe formé par l'hafnium, le niobium et le vanadium, ou un allia- ge non magnétique d'un de ces métaux. L'action avantageuse du procédé selon l'invention est particulière- ment utile pour traiter des copeaux d'un des métaux légers du grou- pe constitué par l'aluminium et le magnésium, ou un alliage non ma- gnétique de ces métaux légers. Lorsque ces métaux légers ne sont pas particulièrement coûteux en règle générale, il existe cepen- dant des utilisations, par exemple dans l'industrie aéronautique, o on arrive à une pureté particulière du métal ou de l'alliage. Une utilisation particulièrement avantageuse du procédé selon l'in- vention est prévue pour traiter des copeaux d'un des métaux du groupe constitué par le titane et le zirconium, ou un alliage non magnétique de ces métaux. La mise en oeuvre du procédé, par exem- ple également dans l'industrie spaciale, nécessite des conditions particulièrement élevées pour assurer la pureté. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on propo- se une installation avec des dispositifs pour la fragmentation, le dégraissage, le lavage et le séchage des déchets, avec plusieurs dispositifs pour le triage magnétique des déchets séchés, la sépa- ration de particules ferromagnétiques de matériau de coupe se pro- duisant à l'avant-dernier trieur magnétique par l'action conjoin- te du champ de force magnétique même, tandis que le dernier dispo- sitif de triage magnétique comprend un dispositif d'essai magnéti- que des résultats d'essai duquel dépend un dispositif pour sépa- rer des parties de déchets contenant des particules grossières de matériau'de coupe, caractérisé en ce qu'un ensemble magnétique est prévu entre l'avant-dernier trieur magnétique et le dispositif d'essai magnétique, dans le champ magnétique duquel se trouve la bande transporteuse servant au transport des déchets à travers le champ magnétique de l'ensemble magnétique et le dispositif d'es- sai. Selon une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'in- vention, l'ensemble magnétique présente un aimant permanent dispo- sé au-dessus de la bande transporteuse et un aimant permanent dis- posé au-dessous de la-bande transporteuse, le dispositif d'essai a un volume intérieur, protégé contre les champs magnétiques exté- rieurs par le boîtier dans lequel est disposée au. moins une sonde magnétique au-dessus de la bande transporteuse, et que la sonde ma- gnétique est reliée par une ligne de transmission à un appareil de commande qui est relié par une ligne de transmission d'impulsions à un compteur d'impulsions pour détecter la vitesse de transport de la bande transporteuse, et duquel une ligne de commande con- duit à l'appareil de réglage d'un aiguillage de triage-. Dans cet- te forme de réalisation, l'ensemble magnétique est constitué d'ai- mants permanents disposés au-dessus et au-dessous de la bande transporteuse, le dispositif d'essai comprend au moins une sonde magnétique qui est protégée soigneusement contre les champs magné- tiques extérieurs par le boîtier de dispositif d'essai. La sonde magnétique est raccordée à un dispositif de commande qui commande un aiguillage de triage en tenant compte de la vitesse de trans- port de la bande transporteuse. L'invention va maintenant être décrite plup en détail, en référen- ce aux dessins annexés, pour l'exemple du traitement et de l'exa- men de copeaux de titane. Dans ces dessins: La figure 1 est une représentation schématique du déroule- ment du procédé, La figure 2 représente une partie d'une installation de traitement pour des copeaux de titane, et La figure 3 est une vue de dessus de l'installation de la figure 2. On a représenté à la figure 1 le déroulement du procédé conforme à l'invention et également avec celui-ci la construction de base d'u- ne installation de traitement pour la mise en oeuvre du procédé. Les déchets qui doivent être préparés, par exemple des copeaux de titane, sont amenés par un entonnoir d'alimentation 1 à un disposi- tif de fragmentation 2 et ils sont fragmentés en morceaux d'envi- ron 20mm de grosseur. La matière fragmentée arrive, par l'intermé- diaire d'un transporteur intermédiaire 3, dans un dispositif de ca- librage 4 afin de séparer les gros morceaux et une partie à fai- bles grains. On prévoit à cet effet une sortie de reflux supérieu- re 5 et une sortie de tamisage inférieure 6 dans le dispositif de calibrage 4. Un transporteur 7 transporte les copeaux de titane criblés et frag- mentés à un dispositif de dégraissage et de lavage 8 avec une ad- mission de liquide de lavage 9 et une sortie de liquide de lavage évacuant les impuretés. Les copeaux lavés et fragmentés sont amenés, par l'intermédiaire d'une bande intermédiaire 11, à un sé- cheur 12 qui présente une admission d'air chaud 13 et une sortie d'air 14. Un transporteur supplémentaire 15 transporte les déchets séchés, c'est-à-dire dans l'exemple les copeaux de titane séchés et frag- c mentés, à un trieur magnétique 16 par la sortie 17 duquel la matiè- re magnétique est séparée. Le trieur magnétique 16 est, dans le sens de l'invention, l'avant-dernier, trieur magnétique. Une grande partie des particules de matériau de coupe ferromagnéti- ques sont séparées par la sortie 17, de sorte qu'il ne reste enco- re que sporadiquement des particules ferromagnétiques sans les dé- chets ainsi pré-nettoyés, qu'il convient ensuite de reconnaître et de séparer. Les déchets pré-nettoyés sont ensuite bien dosés et amenés sur la largeur d'une bande transporteuse 18 selon une répartition unifor- me, la bande transporteuse 18 traversant un ensemble magnétique 19 et un dispositif d'essai 20. Une ligne de transmission 21 conduit du dispositif d'essai 20 à un appareil de commande 22 d'o sort une ligne de commande 23 qui débouche dans une ligne de transmis- sion d'impulsions 24 (la fonction d'un compteur d'impulsions 36 se- ra décrite complètement ultérieurement). La ligne de commande 23 conduit à un aiguillage de triage 25 pour le triage bon/mauvais des déchets pré-nettoyés, une sortie norma- le 26 et une sortie de rebut 27 étant adjointes à ce triage dans l'aiguillage de triage 25, ces sorties conduisant respectivement à une réception de produit fini 28 et à une réception de produit de rebut 29. Les parties de l'installation constituées par la bande transporteu- se 18, l'ensemble à champ magnétique 19, le dispositif d'essai 20 et l'aiguillage de triage commandé 25 constituent ensemble, pour l'essentiel, le dernier trieur magnétique. La figure 2 représente la partie conforme à l'invention d'une ins- tallation de traitement qui se raccorde à l'avant-dernier trieur magnétique. Les déchets pré-nettoyés, sensiblement propres, arri- vent par une goulotte d'alimentation 30 sur la bande transporteu- se 18 et ensuite dans le dispositif à champ magnétique 19. Celui- ci est constitué d'un aimant permanent supérieur 31 disposé au-des- sus de la bande transporteuse 18 et d'un aimant permanent infé- rieur 32 disposé au-dessous de la bande transporteuse 18. Le dispo- sitif d'essai 20 est protégé soigneusement contre les champs magné- tiques extérieurs par un boîtier 33 ainsi que contre l'ensemble à champ magnétique 19, et contient A l'intérieur un support régla- ble en continu 34 auquel sont fixées deux sondes magnétiques 35, ' au dessus de la bande transporteuse 18. On peut voir à la figure 3, qui est une vue de dessus de la figu- re 2, qu'un compteur d'impulsions 36 est adjoint à un rouleau de bande transporteuse 18, grâce auquel la vitesse de transport est déterminée en continu. La vitesse de transport est amenée, par l'intermédiaire de la ligne de transmission d'impulsions 24, à l'appareil de commande 22 dans lequel la ligne de transmission 21 de la sonde magnétique 35 et la ligne de transmission 21' de la sonde magnétique 35' sont raccordées. La ligne de commande 23 conduit à un dispositif de réglage 37 qui agit sur une pièce de réglage 38 de l'aiguillage de triage 25. Pour le matériau convenant pour la bande transporteuse 18, aussi bien des bandes en métal non magnétique qu'un matériau de bande an- ti-statique en matière synthétique, à chaque fois avec des guida- ges latéraux collés en caoutchouc cellulaire, se sont révélés sa- tisfaisants. L'essai dans le dispositif d'essai 20 se produit par le procédé de mesure de champ magnétique et utilise dans ce cas, comme élément de mesure, afin d'augmenter la sécurité, un ensemble de deux champs magnétiques 35, 35' disposés l'un derrière l'autre, dont le noyau est constitué d'un matériau à perméabilité élevée, qui est entouré par une bobine traversée par un courant alternatif. Dans une seconde bobine de la sonde magnétique, utilisée comme bo- bine secondaire, on induit les tensions de la fréquence de base et de ses harmoniques impaires. Si un champ magnétique extérieur tra- verse, il se produit en plus des harmoniques paires de la fréquen- ce d'excitation, parmi lesquelles on n'utilise que la première har- monique pour la mesure. Son amplitude constitue une valeur de la force du champ magnétique d'une particule ferromagnétique magnéti- sée agissant sur les sondes magnétiques. Elle est filtrée en fré- quence et mesurée par l'intermédiaire d'un dispositif amplifica- teur. Dans des séries d'essais avec passage conforme au fonctionnement de copeaux de titane, on a détecté et trié des particules de mé- tal dur de différents groupes d'enlèvement de copeaux et utilisa- tion avec une grosseur de grain de 0,5mm, et cela à 100%. Même avec des particules de métal dur ayant des grosseurs de grains de 0,4mm, on a encore obtenu, avec une vitesse de bande usuelle, une sécurité de séparation dépassant 90%. En diminuant la vitesse de la bande transporteuse 18, des particules de métal dur ayant même une grosseur de grains de 0,4mm ont été complètement reconnues et séparées. Des essais complémentaires ont montré que, dans les con- ditions de fusion usuelles pour la refonte de déchets de titane dans un four à vide à arc électrique, des particules de métal dur ayant une grosseur de grains de 0,4mm vont totalement dans la solu- tion et ne laissent subsister aucune inhomogénaité dans la matiè- re. De ce fait, on-peut renoncer à une diminution supplémentaire de la grosseur de grains séparés. L'allure d'une installation de traitement est en premier lieu dé- pendante du type de la grosseur des copeaux à essayer et, pour une vitesse de bande donnée, du nombre de bandes se déplaçant en paral- lèle. Revendications 1. Procédé pour traiter des déchets d'un métal non magnétique ou d'un alliage métallique non magnétique, qui est constitué au moins partiellement de copeaux, et contient avec ceux-ci des impuretés provenant du traitement par enlèvement de copeaux, en particulier des particules ferromagnétiques du matériau de coupe, par fragmen- tation, dégraissage, lavage, séchage et triages magnétiques multi- ples, la séparation de particules ferromagnétiques du matériau de coupe se produisant au cours de l'avant-dernier triage magnétique par l'action conjointe du champ de force magnétique même, alors que, au cours du dernier triage magnétique, les déchets sont sépa- rés sous l'effet d'un sondage magnétique en parties de déchets uti- les et en parties de déchets contenant encore des particules ferro- magnétiques grossières du matériau de coupe, caractérisé en ce que les déchets, après l'avant-dernier triage ma- gnétique et avant le sondage magnétique du dernier triage magnéti- que, sont répandus en continu sur un support de transport plan et guidés avec le support de transport à travers un champ magnétique o les particules ferromagnétiques du matériau de coupe encore pré- sentes dans les déchets sont magnétisées, traversent ensuite avec le support de transport le sondage magnétique après lequel se pro- duit la séparation entre les parties de déchets utiles et les par- ties de déchets contenant encore des particules ferromagnétiques grossières du matériau de coupe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction du dispositif d'essai est déclen- chée par des particules du matériau de coupe ayant une grosseur de grains de 0,4mm et au-dessus. 3. Utilisation du procédé selon la revendication 1, pour traiter des déchets contenant des copeaux d'un des métaux du groupe formé par l'hafnium, le niobium et le vanadium, ou un alliage non magné- tique d'un de ces métaux. 4. Utilisation du procédé selon la revendication 1, pour traiter 1 des copeaux d'un des métaux légers du groupe constitué par l'alumi- nium et le magnésium, ou un alliage non magnétique de ces métaux légers. 5. Utilisation du procédé selon la revendication 1, pour traiter des copeaux d'un des métaux du groupe constitué par le titane et le zirconium, ou un alliage non magnétique de ces métaux. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendi- cation 1, avec des dispositifs pour la fragmentation, le dégraissa- ge, le lavage et le séchage des déchets, avec -plusieurs disposi- tifs pour le triage magnétique des déchets séchés, la séparation de particules ferromagnétiques de matériau de coupe se produisant à l'avantdernier trieur magnétique par l'action conjointe du champ de force magnétique même, tandis que le dernier dispositif de triage magnétique comprend un dispositif d'essai magnétique des résultats d'essai duquel dépend un dispositif pour séparer des par- ties de déchets contenant des particules grossières de matériau de coupe, caractérisée en ce qu'un ensemble magnétique (19) est prévu entre l'avant-dernier trieur magnétique (16> et le dispositif d'essai ma- gnétique (20>, dans le champ magnétique duquel se trouve la bande transporteuse (18) servant au transport des déchets à travers le champ magnétique de l'ensemble magnétique (19) et le dispositif d'essai (20). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'ensemble magnétique (19) présente un ai- mant permanent (31) disposé au-dessus de la bande transporteuse (18) et un aimant.permanent (32) disposé au-dessous de la bande transporteuse (18), le dispositif d'essai (20) a un volume inté- rieur protégé contre les champs magnétiques extérieurs par le boî- tier (33), dans lequel est disposée au moins une sonde magnétique (35) au-dessus de la bande transporteuse (18), et que la sonde ma- gnétique (35) est reliée par une ligne de transmission (21i) à un appareil de commande (22), qui est relié par une ligne de transmis- sion d'impulsions (24) à un compteur d'impulsions (36) pour détec- ter la vitesse de transport de la bande transporteuse (18), et du- quel une ligne de commande (23) conduit à l'appareil de réglage (37) d'un aiguillage de triage (25),