Brevet FR2680181A1 — publié le 19930212

L'invention a pour objet un dispositif de fermeture d'un bac contenant un produit corrosif, en particulier un bac de décapage à l'acide d'un produit en bande tel qu'une tôle métallique. L'invention couvre également un procédé de réparation du joint d'étanchéité d'un bac existant. Les bandes métalliques produites dans une installation de laminage doivent normalesent subir un décapage, en particulier à la sortie d'un laminage à chaud et avant le laminage à froid, pour éliminer l'oxyde formé sur leur surface lors du laminage à chaud ainsi que d'autres dépits ou salissures qui pourraient s'incruster dans la tle lors du laminage à froid. Généralement, le décapage des tôles est réalisé dans des bacs contenant une solution d'acide sulfurique ou chlorhydrique chaud et à l'intérieur desquels la tole est guidée en étant immergée dans la solution acide. Un bac de décapage a donc généralement une très grande longueur, par exemple de vingt à trente mètres et une largeur constante sur toute sa longueur, qui dépend de la largeur maximale des bandes traitées. Un bac de décapage est donc constitué, d'une façon générale, d'une cuve comportant un fond rectangulaire de très grande longueur par rapport à sa largeur et entouré par une paroi latérale verticale comportant deux faces longitudinales et deux faces transversales. L'installation, qui comporte généralement au moins deux bacs successifs, est placée dans un batiment de grandes dimensions. Comme les vapeurs se dégageant de l'acide risquent de corroder tout le matériel placé au-dessus et autour des bacs, ces derniers sont généralement placés à un étage supérieur du batiment de façon que les autres matériels, par exemple des moyens d'accumulation de la bande, soient placés à l'étage en-dessous.De ce fait, des cuves en maçonnerie seraient trop lourdes et, pour présenter la résistance voulue en conservant un poids convenable, le bac de décapage est limité, généralement par une paroi constituée d'une enveloppe externe réalisée en tle métallique pour assurer la résistance mécanique et recouverte intérieurement d'un revgtement qui évite le contact de la solution acide avec la paroi métallique et assure, en outre, l'isolation thermique par rapport à la solution acide qui se trouve à une température relativement élevée.Habituellement, la tôle métallique est revêtue d'une couche de caoutchouc elle-meme tapissée par un briquetage constitué d'au moins une couche de briques en aluminosilicate présentant une bonne résistance à l'acide et assurant une isolation thermique satisfaisante et qui, en outre, résistent à l'usure provoquée par le frottement occasionnel ou régulier de la bande d'acier défilant dans le bac. Les vapeurs qui se dégagent à la surface du bain d'acide, et sont extremement corrosives, peuvent etre captées par des hottes et dirigées vers des installations de dépollution, mais il faut cependant en limiter le dégagement. Pour cela, le bac est fermé par un couvercle appliqué de façon aussi étanche que possible sur le bord supérieur de la paroi latérale. Pour assurer de façon satisfaisante l'étanchéité nécessaire entre le couvercle et la paroi latérale, on utilise généralement un dispositif dit "à joint d'eau" qui est constitué d'une goulotte à section en U ouverte vers le haut, disposée le long du bord supérieur de la paroi latérale du bac et dans laquelle pénètre un rebord latéral ménagé sur la périphérie du couvercle, la goulotte étant remplie d'eau. Jusqu'à présent, la goulotte était également réalisée A en métal et soudée sur le bord supérieur de la tôle métallique constituant la partie extérieure de la paroi latérale. Meme si elle n'est pas en contact direct avec le bain d'acide, elle doit évidemment etre protégée contre l'action corrosive des vapeurs et la structure métallique est donc recouverte d'un revêtement en caoutchouc vulcanisé ou ébonité. Une telle disposition donne, théoriquement, satisfaction mais s'use assez rapidement. En effet, le revetement en caoutchouc recouvrant la goulotte est fortement sollicité en raison des chocs qui se produisent lors de la pose des couvercles et provoquent, à la longue, la fissuration et meme une destruction partielle du revetement anti-acide. La structure métallique est alors rapidement attaquée et, les réparations partielles étant peu efficaces, il est nécessaire de refaire entièrement la partie supérieure du bac au bout de quelques années. Pour cela, il faut tout d'abord démonter la partie supérieure du briquetage, enlever la goulotte usagée en découpant la tole extérieure et ressouder sur celle-ci une nouvelle goulotte caoutchoutée. Le revetement en caoutchouc serait évidemment détruit par la soudure et il faut donc l'enlever sur une certaine longueur de part et d'autre de la soudure, ce qui nécessite le démontage des briques. Après avoir posé et soudé la goulotte, il faut rétablir la continuité du caoutchoutage sur la soudure et, enfin, refaire le briquetage. Le temps nécessaire à une telle réparation est donc très long et peut aller de dix à vingt jours compte tenu des aléas, par exemple l'état dans lequel on trouve la tole après l'enlèvement des briques. Pendant tout ce temps, l'intallation doit être arrêtée et il en résulte une perte de production extrêmement importante.Or, une telle réfection des joints s'impose périodiquement. On a envisagé d'améliorer la protection de la goulotte au moyen d'un briquetage, mais celui-ci ne peut avoir qu'une épaisseur réduite, de l'ordre de 20 mm et reste donc très fragile. En outre, des infiltrations d'acide peuvent se produire dans les joints. L'invention a pour objet d'apporter une solution à ce problème en améliorant considérablement la durée de vie des joints et présente l'avantage de pouvoir etre appliquée à des bacs existants, car le nouveau joint selon l'invention peut avantageusement remplacer l'ancien joint lorsque celuici est détérioré. L'invention a donc pour objet un dispositif de fermeture s'appliquant, d'une façon générale, à un bac contenant un produit corrosif et comportant un fond entouré par une paroi latérale dont le bord supérieur délimite une ouverture fermée par un couvercle muni d'un rebord latéral susceptible de s'engager, à la fermeture, dans une goulotte à section en U ménagée le long du bord supérieur de la paroi latérale. Conformément à l'invention, la goulotte est constituée d'éléments profilés monolithiques réalisés chacun en une roche naturelle d'origine éruptive du genre lave et disposés les uns à la suite des autres sur le bord supérieur de la paroi latérale. Dans certaines régions anciennement volcanique, il existe en effet de grandes quantités de roches éruptives, en particulier de lave qui peuvent tre usinées en pièces de formes variées, tout en présentant une bonne résistance à l'usure par frottement et, en outre, certaines laves ont une composition qui leur permet de résister particulièrement bien aux acides, meme chauds. C'est le cas, en particulier, des laves de la région de Volvic, en France, qui ont une teneur en SiOz et Al203 supérieure à 60 %, dont la porosité est comprise entre 6 et 30 % et dont la densité est inférieure à 3. De telles laves se présentent sous forme de couches épaisses et, en raison de leur facilité d'usinage, il est possible de tailler dans la masse des éléments monolithiques d'assez grandes dimensions, auxquels, par usinage, on peut donner une forme en U présentant des dimensions telles que, selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les éléments de goulotte ainsi réalisés puissent recouvrir l'ensemble de la tole métallique et du revêtement de protection constituant la paroi latérale de la cuve. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, chaque élément de goulotte sera muni, sur sa face inférieure, d'une rainure de centrage coiffant le bord supérieur de la paroi latérale. Cette rainure peut d'ailleurs avoir une largeur limitée à celle de la tôle métallique extérieure de façon à s'engager sur le bord supérieur de celle-ci. Par ailleurs, la rainure de centrage peut être placée à une certaine distance du bord extérieur de la goulotte de façon qu'une partie de celle-ci déborde à l'extérieur de la paroi latérale. Selon une autre caractéristique préférentielle, chaque élément de goulotte sera constitué de deux parties à section en U, respectivement une partie interne et une partie externe, qui sont enfilées l'une dans l'autre, et entre lesquelles est avantageusement disposée une couche protectrice, par exemple en caoutchouc. L'invention couvre également un procédé de réparation d'un joint d'eau ménagé sur le pourtour de l'orifice supérieur d'un bac d'acide et constitué d'une goulotte dans laquelle peut s'engager un rebord du couvercle. Selon l'invention, on enlève la totalité de la goulotte, on arase à un niveau sensiblement horizontal le bord supérieur de l'ensemble de la paroi latérale constituée d'une toile métallique extérieure et d'un briquetage et on coiffe l'ensemble d'une nouvelle goulotte formée d'éléments mis bout-à-bout et constitués chacun d'un bloc taillé dans une roche éruptive du genre lave et usiné de façon à présenter une section en U de dimension requise. Mais l'invention sera mieux comprise par la description d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La Figure 1 est une vue partielle, en coupe transversale, d'un joint d'eau de conception habituelle, placé le long du bord d'un bac d'acide. La Figure 2 représente, en coupe transversale, un joint d'eau selon l'invention La Figure 3 montre une variante de réalisation du joint d'eau. Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement la partie supérieure de la paroi latérale I d'une cuve contenant de l'acide et fermée par un couvercle 2. La paroi latérale 1 est constituée d'une enveloppe extérieure 11, en A tôle métallique, et recouverte intérieurement d'un briquetage 12 constitué de briques juxtaposées régulièrement et liées par des joints 13 réalisés en résine ou en ciment résistant aux acides. L'étanchéité entre le couvercle 2 et la paroi latérale 1 est réalisée par un joint d'eau 3 constitué d'une goulotte 31 contenant de l'eau 32 et dans laquelle vient s'engager un rebord latéral 21 du couvercle 2. Dans le mode de réalisation utilisé habituellement et jusqu'à présent, la goulotte 31 est réalisée en une tôle métallique fixée sur le bord supérieur de l'enveloppe métallique Il. La goulotte 3 est au contact des vapeurs acide se dégageant au-dessus du bain 4 contenu dans le bac et, en A outre, l'eau 32 contenue dans la goulotte a elle-meme, nécessairement, une certaine acidité. C'est pourquoi la goulotte 31 est recouverte d'un revetement anti-acide 33 qui entoure toute la goulotte et se prolonge en 34 entre l'enveloppe métallique 11 et le briquetage 12 pour protéger l'enveloppe 11 contre les infiltrations d'acide que l'on peut toujours craindre, meme lorsque les joints 13 sont parfaitement réalisés. La couche protectrice 3, qui doit tre continue, est réalisée généralement en caoutchouc vulcanisé ou en ébonite. Comme on l'a indiqué plus haut, il est inévitable que, lors des manutentions du couvercle 2, le rebord latéral 21 heurte plus ou moins brutalement la goulotte 3 dont le revetement protecteur 33 peut aussi être détériorié à certains endroits et il peut en résulter des infiltrations d'acide jusqu'à la tÔle 31. Celle-ci est donc progressivement rongée et les infiltrations peuvent meme s'étendre jusqu'à l'enveloppe extérieure Il Lorsque la corrosion est trop avancée, il est donc nécessaire de remplacer entièrement le joint. Le bac ayant été vidé, la goulotte 3 est retirée ainsi que, le cas échéant, la partie supérieure de la paroi latérale. Comme la nouvelle goulotte doit etre soudée sur la paroi latérale Il, il faut enlever la couche protectrice 3 jusqu'à une certaine distance de la soudure à effectuer. Le briquetage 12, meme s'il est resté sain, doit aussi titre enlevé jusqu' à un niveau A. On a préparé à l'avance une nouvelle goulotte recouverte d'ébonite et que l'on soude sur la partie conservée de l'enveloppe 11. Il faut ensuite rétablir la continuité du revetement protecteur 34 au niveau de la soudure et replacer la partie supérieure du briquetage 12 que I'on avait du enlever. Comme on l'a indiqué, toutes ces opérations sont très longues. Le nouveau joint selon l'invention, dont plusieurs modes de réalisation sont représentés sur les Figures 2, 3 et 4, permet de simplifier considérablement ces opérations. Dans le mode de réalisation le plus simple, représenté sur la Figure 3, le joint est constitué d'éléments massifs 5 à section en U, taillés dans la masse dans une roche éruptive, de préférence une lave de Volvic, qui présente des qualités particulières pour ce genre d'application. La goulotte est constituée d'éléments monolithiques 51, 52 placés les uns à la suite des autres le long du bord supérieur de la paroi 1. Grâce aux qualités particulières de la lave, on peut réaliser des éléments de très grandes longueurs, de deux mètres par exemple. Il en résulte que par rapport à un revetement réalisé en briques, le nombre de joints 53 entre deux éléments successifs 51, r 52 est très r6- duit et les risques de fuite sont très diminués.Dans le mode de réalisation de la figure 3, la goulotte 5 comprend, en section transversale, un seul élément taillé en U sur une épaisseur suffisante pour résister aux risques de fissuration et, au cas où des fissures se formeraient à la longue, à la suite de chocs ripetds, une couche de protection 8t, ménagée sur la face inférieure 57 de la goulotte 5, peut s'opposer aux infiltrations d'acide. Cependant, pour diminuer encore les risques de fuite, la goulotte peut avantageusement etre constituée de deux éléments en U, 5 et 6, engagés l'un dans l'autre de la façon représentée sur la figure 2. Chaque élément 5 (6) comportant un fond 50 (60) et deax ailes latérales 54 tus4) 'écartement e entre les faces internes 55 des ailes 54 de l'élément extérieur 5 est supésupérieur à l'écartement e' entre les faces externes sS des ailes 64 de l'élément intérieur 6 qui peut ainsi s'incorporer dans l'élément extérieur 5, une couche protectrice 7 en résine ou ciment anti-acide étant interposée entre les faces en vis-à-vis 55, 66 des deux éléments de goulotte 5, 6. Comme la goulotte extérieure 5, la goulotte intérieure 6 est constituée d'éléments 6l, 62 placés les uns à la suite des autres. Pour diminuer encore les risques dAinfiltrationsr les joints 63 entre deux éléments successifs 61, 62 sont décalés par rapport aux joints 53 entre deux éléments 51, 52 de la goulotte extérieure 5. L'ensemble doit avoir une largeur supérieure à celle de là paroi latérale S de façon que la partie supérieure de celle-ci soit entièrement coiffée par la goulotte 5. Il peut aussi etre avantageux, dans un mode de réalisation encore plus perfectionné et représenté sur la figure 4, de donner un certain fruit aux faces internes 55 de la goulotte extérieure 5 qui s'ouvrent ainsi légèrement vers le haut, les faces externes 66 de la goulotte intérieure 6 présentant une inclinaison inverse. De la sorte, la pose de la goulotte intérieure 6 et la réalisation de la couche intermédiaire 7 sont facilitées. Pour réparer une goulotte détériorée, par exemple du type de la Figure 1, on retire celle-ci et l'on procède aux réparations éventuellement nécessaires sur la partie supérieure de la paroi 1 mais, si celle-ci n'est pas attaquée, on peut la conserver sur toute sa hauteur. En effet, l'utilisation d'une goulotte en lave permet de supprimer la soudure et, par conséquent d'araser le bord supérieur de l'ensemble de la paroi 1 à un niveau d sensiblement horizontal. En effet, en l'absence de soudure, la couche protectrice 3 ne risque pas d'étre détériorée. De préférence, le bord supérieur 14 de l'enveloppe métallique externe 11 de la cuve est arasé à un niveau un peu supérieur au niveau B de briquetage 12 de façon à s'engager dans une rainure 8 ménagée sur la face inférieure 57 de la goulotte 5 qui est simplement posée sur la face supérieure du briquetage 12 celle-ci étant recouverte d'une couche de protection 83. La goulotte 5 peut avantageusement avoir une largeur sensiblement supérieure à celle de la paroi I de façon que la rainure 8 soit décalée par rapport à la face extérieure 56' de la goulotte 5 alors que la face 56 tournée vers l'intérieur du bac est placée dans l'alignement de la face interne 15 du briquetage. Le décalage de la face externe 56' permet ainsi d'écarter de la paroi métallique li les gouttes d'eau acidifiée qui pourraient déborder de la goulotte. Compte tenu de la relative facilité d'usinage de la lave, on peut ménager sur la face inférieure 57 de la goulotte 5 une rainure formant larmier pour éviter les ruissellements d'acide. On voit que l'utilisation d'une goulotte en lave permet de simplifier considérablement les opérations de réparation et de diminuer le temps d'intervention pour la réfection du joint grave à la réduction du nombre de pièces à mettre en place. En fait, une réparation d'un bac de dimension habituelle pourra demander simplement quatre jours au lieu de dix à vingt jours précédemment. La lave présente une bien meilleure résistance aux chocs que le revetement caoutchouté utilisé précédemment pour protéger les goulottes métalliques et c'est pourquoi la goulotte à simple épaisseur représentée sur la figure 3 peut apporter une sécurité suffisante. Cependant la conception de la goulotte en double épaisseur 5 et 6 permet encore d'accroitre la résistance et d'augmenter la durée de vie du joint. En effet, en cas de fissuration accidentelle de la goulotte interne 6, à la suite de chocs, les infiltrations qui en résultent seront arretées par la couche protectrice 7 qui, en outre, joue éventuellement un rAcle d'amortisseur de telle sorte que le risque de fissuration de la goulotte externe 5 est très réduit. Par ailleurs, en raison de la grande longueur des éléments, le nombre de joints est très limité et la quantité de caoutchouc ou de résine utilisée pour les étanchéités est donc considérablement réduite. Mais, comme on l'a indiqué sur la figure 4, on pourrait aussi, pour ajouter encore une sécurité supplémentaire, recouvrir la face inférieure 57 et la face latérale externe 58 de la goulotte 5 d'une couche d'isolant étanche 71. On a décrit l'invention dans le cas d'une réparation de bacs existants mais l'utilisation de goulottes en lave pour la réalisation du joint d'eau est encore plus avantageuse dans le cas d'installations nouvelles. En outre, il est possible, comme on l'a représenté sur la Figure 3, de réaliser en lave tout le revetement interne de protection. Dans l'exemple représenté sur la Figure 3, en effet, l'enveloppe externe Il en tole métallique est recouverte d'une ou deux couches de plaques de lave 16, 17 entre lesquelles est placée une couche de protection 18, en caoutchouc, évitant les infiltrations. L'utilisation de lave en plaques ou dalles permet de réduire considérablement la longueur des joints 18 et, par conséquent, le cost de réalisation et les risques d'infiltration. De plus, comme la lave peut etre usinée assez facilement, on peut ménager sur le bord supérieur des dalles 16 un profil en redan 81 dans lequel peut s'engager un profil correspondant 82 ménagé sur la face intérieure 50 de la goulotte 5, avec interposition d'une couche de protection 83. Un tel profil en redan 81, 82 qui s'ajoute à la rainure 8 assure le centrage et le maintien de la goulotte 5 sur le bord supérieur de la paroi latérale 1. Bien entendu, d'autres formes seraient possibles, l'un des avantages essentiels de la lave étant la faculté d'usinage qui s'ajoute aux propriétés de résistance mécanique et de résistance à la corrosion par l'acide. D'une façon générale, d'ailleurs, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'etre décrits. En particulier, une goulotte à double épaisseur 5, 6, assure, comme on l'a dit, une plus longue durée de vie mais, dans des modes de réalisation plus simples, il serait possible de se contenter d'une goulotte en une seule épaisseur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture d'un bac contenant un produit corrosif (4) et comportant un fond entouré par une paroi latérale (1) dont le bord supérieur délimite une ouverture fermée par un couvercle (2) muni d'un rebord latéral (21) susceptible de s'engager, à la fermeture, dans une goulotte (3r à section en U, ménagée le long du bord supérieur de la paroi latérale, caractérisé par le fait que la goulotte (3) est constituée d'éléments profilés monolithiques (5) réalisés chacun en une roche naturelle d'origine éruptive du genre lave, et disposés les uns à la suite des autres sur le bord supérieur de la paroi latérale 2. Dispositif de fermeture selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque élément de goulotte (5) est muni sur sa face inférieure (57) d'une rainure (8) de centrage sur le bord supérieur (14) de la paroi latérale (1). 3. Dispositif de fermeture selon l'une des revendications 1 et 2f caractérisé en ce que la paroi latérale (I) de la cuve étant constituée d'une enveloppe métallique (11) recouverte intérieurement d'un revetement de protection (12), la goulotte (3) présente une largeur au moins égale à celle de l'ensemble de la paroi latérale (1) de façon à recouvrir celle-ci. 4. Dispositif de fermeture selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la rainure (8) est placée à une certaine distance de la face latérale externe (56') de la goulotte (3) de telle sorte qu'une partie de celle-ci déborde à l'extérieur de la paroi latérale (1). 5. Dispositif de fermeture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la goulotte (3) est constituée de deux parties, respectivement une partie extérieure (5) et une partie intérieure (6) enfilées l'une dans l'autre et constituées chacune d'éléments monolithiques en lave (51, 52,...) (61, 62,...) à section en U et placés les uns à la suite des autres. 6. Dispositif de fermeture selon la revendication 5, caractérisé en ce que les plans de joints (53) entre deux élément successifs (51, 52) de la partie extérieure (5) sont décalés longitudinalement par rapport aux plans de joint (63) entre deux éléments successifs (61, 62) de la partie intérieure ( 7.Dispositif de fermeture selon la revendication 5, caractérisé en ce que, chaque élément des deux parties (5, 6) de la goulotte (3) comportant un fond (50, 60) et deux ailes latérales (54, 64), l'écartement (e) des faces internes (55) des ailes latérales (54) de la partie extérieure (5) est supérieur à l'écartement (e') des faces externes (66), des ailes latérales (64) de la partie intérieure (6) et qu'une couche protectrice (7) est interposée entre les ailes et le fond desdites parties intérieure (5) et extérieure (6). 8. Dispositif de fermeture selon l'une des revendications 5, 6, 7, caractérisé en ce que les faces internes (55) des ailes latérales (54) de la partie extérieure (5) présentent un certain fruit par rapport à la verticale de façon à former un dièdre ouvert vers le haut, et que les faces externes (66) de la partie intérieure (6) A sont inclinées du meme angle dans le sens inverse de façon à converger vers le bas. 9. Dispositif de fermeture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la goulotte (5) est recouverte sur sa face inférieure (57) et sur sa face latérale externe (58) d'une couche isolante et étanche (71) 10. Procédé de réparation d'un joint d'étanchéité ménagé sur le pourtour d'un orifice ménagé à la partie supérieure d'un bac contenant un produit corrosif (4) et limité par une paroi latérale (1) constituée d'une enveloppe métallique (11) recouverte intérieurement d'un briquetage (12), ledit joint étant constitué d'une goulotte (3) fixée le long du bord supérieur de l'enveloppe métallique (11) et dans laquelle peut s'engager un rebord (21) ménagé sur le pourtour d'un couvercle (2) de fermeture de l'orifice, caractérisé en ce que l'on enlève la totalité de la goulotte (3), que l'on arase le bord supérieur de l'enveloppe métallique (11) et du briquetage tel2) à un niveau sensiblement horizontal et que l'on coiffe l'ensemble de la paroi (1) d'une goulotte formée d'éléments (5) mis bout-àbout et constitués chacun d'un bloc taillé dans une roche éruptive du genre lave et usiné de façon à présenter une section en U. 11. Procédé de réparation selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on coiffe d'abord le bord supérieur, de l'enveloppe (11) d'une première série d'éléments (51, 52,...) mis bout-à-bout constituant une partie extérieure (5) de la goulotte (3) dans laquelle on insère ensuite une seconde série d'éléments (61, 62,...) de plus faible section constituant une partie intérieure (6) de la goulotte (3), en faisant alterner les plans de joints (53 et 63) entre les éléments (51, 52) de la partie extérieure (5) et les éléments (61, 62) de la partie intérieure (6).