Brevet FR2718989A1 — publié le 19951027

" Procédé et dispositif pour détacher des douilles de fonte de barres d'anodes notamment des barres d'anodes prove- nant d'une électrolyse de fonte d'aluminium " La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détacher des douilles de fonte de barres d'anodes, notamment des barres d'anodes provenant d'une électrolyse de fonte d'aluminium, et qui doivent être ré- utilisées, les douilles de fonte accrochées à l'extrémité inférieure des barres d'anodes en forme d'étrier, étant dé-10 tachées des barres d'anodes par l'action d'une force exté- rieure. Lors de la préparation des anodes pour leurs uti- lisation dans l'électrolyse de fusion, on relie solidaire- ment les barres d'anodes par lesquelles les anodes sont15 montées de manière suspendue. Pour cela, les extrémités des barres d'anodes réalisées sous la forme d'un étrier, (le nombre et la disposition des extrémités des barres d'anodes de l'étrier dépendant de la dimension des anodes quant au poids et à la distribution du courant électrique), sont20 suspendues par le haut dans des cavités correspondantes des anodes et les volumes creux qui subsistent dans les cavités sont remplis avec de la fonte. On forme ainsi les douilles de fonte autour des extrémités des barres d'anodes; ces douilles assurent une résistance mécanique suffisante à la liaison entre les barres et les anodes ainsi qu'une bonne conduction électrique entre les barres et les anodes. Après leur utilisation dans l'électrolyse de fu- sion, les restes des anodes qui sont encore accrochées à l'étrier de la barre d'anode (on ne peut consommer complè- tement les anodes jusqu'au niveau de la douille de fonte, car on risquerait de faire passer le fer dans le bain) sont éjectés sous presse, mais les douilles de fonte restent sur l'étrier que l'on fait éclater à l'aide du dispositif con- nu, c'est-à-dire une presse d'extraction de douilles de fonte. Pour cela dans une presse d'extraction, on fixe une10 extrémité de barre d'anode de l'étrier, directement au- dessus de la douille de fonte en appliquant les mors de la presse latéralement; puis, à l'aide d'un poinçon de presse hydraulique, on pousse par en dessous contre la douille de fonte pour la faire éclater.15 Une telle presse d'extraction de douilles de fonte est par exemple décrite dans le document commercial /711e de la Société KHD Humboldt Wedag AG, Cologne. L'in- convénient de ce dispositif connu est la pression élevée, nécessaire pour faire éclater la douille de fonte, ainsi que des moyens de construction et de fabrication importants pour la réalisation de la presse d'extraction, pour que celle-ci puisse résister aux contraintes mécaniques éle- vées. Un autre inconvénient du dispositif connu est qu'il ne permet de faire éclater chaque fois qu'une douille de fonte à la fois, si bien que dans le cas d'une réalisa- tion d'étrier comportant plusieurs extrémités de barres d'anodes et un nombre correspondant de douilles de fonte, le temps nécessaire pour détacher les douilles de fonte, successivement l'une après l'autre de chaque barre d'anode, est important. La présente invention a pour but de créer un pro- cédé et un dispositif pour détacher les douilles de fonte des barres d'anodes, qui tout en évitant les inconvénients évoqués ci-dessus, permettent rapidement et par des moyens constructifs simples, de séparer les douilles de fonte des barres d'anodes en exerçant des efforts plus réduit de ceux appliqués par le procédé connu. A cet effet, l'invention concerne un procédé cor- respondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la force extérieure nécessaire pour séparer la liaison d'accrochage entre les barres d'anodes et les douilles de fonte agit dans la direction périphérique des douilles de fonte et crée un couple de torsion par rotation des douilles de fonte, les barres d'anodes étant bloquées de manière fixe. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant carac- térisé en ce que par au moins deux dispositifs d'entraîne- ment en rotation, coulissant verticalement indépendamment l'un de l'autre, comprenant: a) chaque fois une bague de serrage munie inté- rieurement de saillies radiales et dont le diamètre inté- rieur est beaucoup plus grand que le diamètre extérieur de la douille de fonte y compris ses saillies radiales, de fa- çon à permettre d'emmancher la bague de serrage sur la douille de fonte, et b) au moins un dispositif d'entraînement coopé- rant avec la bague de serrage et exerçant un couple sur cette bague de serrage. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - on détache au moins deux douilles de fonte (12), simultanément des barres d'anodes; - pour chaque douille de fonte, la durée d'en- traînement en rotation et le sens d'entraînement en rota- tion sont choisis librement pendant l'opération de détachement; - le dispositif d'entraînement est un moteur qui coopère par l'intermédiaire d'une roue dentée avec la surface-enveloppe de la bague de serrage. La force qu'il faut appliquer pour ouvrir la liaison d'accrochage entre les barres d'anodes et les douilles de fonte, exercée dans la direction périphérique par rotation des douilles fonte, selon l'invention est significativement plus faible, contrairement au procédé connu selon lequel la force est dirigée axialement et nécessite l'éclatement des douilles de fonte.10 Comme la force est dans la direction périphérique et qu'elle est exercée par exemple par l'intermédiaire d'un bras de levier, les dispositifs qui créent la force, par exemple des vérins hydrauliques, peuvent être réduits en fonction de la longueur du bras de levier (du moins la ré- duction est significative par rapport au vérin utilisé dans le procédé connu). Cela aboutit à une construction plus plate et plus légère de l'ensemble du dispositif d'extrac- tion de douille de fonte. Selon l'invention, il est possible de détacher simultanément plusieurs douilles de fonte, notamment deux douilles, par rapport aux extrémités des barres d'anodes. Pour cela, on glisse chaque fois un dispositif de rotation de forme appropriée, avec une barre de serrage, par en des- sous sur la douille de fonte. Les saillies radiales prévues à l'intérieur de la bague de serrage donnent, par les saillies radiales des douilles de fonte, pour un mouvement de rotation de la bague de serrage, une liaison de forme entre la bague de serrage et la douille de fonte transmet- tant un couple de torsion de la bague de serrage à la douille de fonte. Comme, en même temps, on glisse un autre disposi- tif de rotation avec sa bague de serrage sur la douille de fonte, le couple de torsion ainsi créé est reçu par cet au- tre dispositif de rotation, ce qui donne un blocage local de la barre d'anode et ne nécessite plus d'autres moyens de blocage pour recevoir l'appui en torsion de la barre d'anode. Selon un autre développement avantageux de l'in- vention, il est possible de choisir librement le sens de rotation du dispositif d'entraînement en rotation. Cela permet ainsi de faire tourner deux bagues de serrage en sens opposés, si bien que, les couples de torsion reçus se compensent réciproquement. En outre, le libre choix du sens de rotation et sa limitation dans le temps, selon l'invention, permettent de déplacer alternativement la bague de serrage, si bien que même si les douilles de fonte sont accrochées très so- lidement, on peut les détacher plus facilement des extrémi- tés des barres d'anodes.15 En plus des efforts plus réduits qu'il faut exer- cer pour détacher une douille de fonte, se traduisant par une partie de machine plus légère et moins encombrante en hauteur, l'invention permet également d'obtenir, pour un investissement en machine très faible, un rendement produc- tif beaucoup plus élevé par rapport au procédé connu. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: -la figure 1 est une coupe longitudinale verti- cale d'un dispositif d'arrachage pour trois douilles de fonte. - la figure 2 est une coupe transversale verti- cale d'un dispositif d'arrachage selon la figure 1. La figure 1 montre la coupe longitudinale verti- cale d'un dispositif d'arrachage dans lequel trois douilles de fonte 12 d'une barre d'anode 16, prévues aux extrémités de l'extrémité de barre d'anode sous une forme d'étrier 15, peuvent être détachées simultanément. Pour cela, le dispo- sitif d'enlèvement comporte trois dispositifs d'entraîne- ment en rotation 10 qui peuvent être coulissés verticalement par un ou deux dispositifs de levage hydrau- liques 17 (dans l'exemple de réalisation, ils sont au nom- bre de deux). Chacun des dispositifs d'entraînement en rotation 10 se compose d'une bague de serrage 11 montée à rotation dans un châssis 19; comme le montre la figure 2, cette ba- gue de serrage 11 est reliée par une roue dentée 14 à deux moteurs 13. A l'intérieur, de la bague de serrage 11, il y a des saillies radiales dont l'épaisseur correspond sensi-10 blement à l'épaisseur des saillies radiales 20 prévues ex- térieurement sur les douilles de fonte 12. Comme le diamètre intérieur des bagues de serrage 11 correspond sen- siblement au diamètre extérieur de la douille de fonte 12 y compris ses saillies radiales 20, on peut glisser vertica-15 lement par en dessous la bague de serrage 11 sur la douille de fonte 12. Par en dessous, la bague de serrage 11 se pro- longe par un tube ouvert vers le bas 18, permettant d'éva- cuer par en dessous les douilles de fonte ainsi détachées. La figure 2 montre le dispositif d'enlèvement en position de travail; dans cette position, le dispositif d'entraînement en rotation 10 a été déplacé verticalement pour que la bague de serrage 11 soit complètement emmanchée sur la douille de fonte 12 au cours de la phase d'enlève- ment, les moteurs 13 prévus à côté de la bague de serrage 11 et qui coopèrent par les roues dentées 14 avec la bague de serrage 11, pour la faire tourner. On réalise une liai- son de forme entre les saillies radiales 20 de la douille de fonte 12 et les saillies radiales de la bague de serrage 11 pour transmettre un couple à la douille de fonte 12. Comme la barre d'anode ou l'étrier de la barre d'anode sont bloqués de manière fixe par la mise en place d'au moins deux bagues de serrage, ce couple de torsion agit dans le sens de l'ouverture sur la liaison d'accrochage entre l'ex- trémité de la barre d'anode et la douille de fonte, et en même temps, une variation de sens du mouvement de rotation, exercée de manière impulsionnelle, facilite ce détachement. La présente invention n'est pas limitée au dispo- sitif représenté comportant deux moteurs, un pour chaque sens de rotation. Le cas échéant, on peut également avoir des dispositifs d'entraînement en rotation équipés seule- ment d'un moteur ou de plus de deux moteurs. Il est en outre possible, selon l'invention, que la force exercée dans la direction périphérique de la bague de serrage 11 soit appliquée directement ou par un bras de levier, par un moteur linéaire, un actionneur hydraulique ou un dispositif à effet purement mécanique (câble, broche, etc). R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour détacher des douilles de fonte de barres d'anodes, notamment des barres d'anodes provenant d'une électrolyse de fonte d'aluminium, et qui doivent être5 réutilisées, les douilles de fonte accrochées à l'extrémité inférieure des barres d'anodes en forme d'étrier, étant dé- tachées des barres d'anodes par l'action d'une force exté- rieure, procédé caractérisé en ce que la force extérieure nécessaire pour séparer la liaison d'accrochage entre les10 barres d'anodes (15) et les douilles de fonte (12) agit dans la direction périphérique des douilles de fonte (12) et crée un couple de torsion par rotation des douilles de fonte (12), les barres d'anodes (15) étant bloquées de ma- nière fixe.15 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détache au moins deux douilles de fonte (12), simultanément des barres d'anodes (15). 3 ) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour chaque douille de fonte, la durée d'entraînement en rotation et le sens d'entraînement en rotation sont choisis librement pendant l'opération de détachement. 4 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par au moins deux dispositifs d'entraînement en rotation (10), coulissant verticalement indépendamment l'un de l'autre, comprenant: a) chaque fois une bague de serrage (11) munie intérieurement de saillies radiales et dont le diamètre in- térieur est beaucoup plus grand que le diamètre extérieur de la douille de fonte (12) y compris ses saillies radiales (20), de façon à permettre d'emmancher la bague de serrage (11) sur la douille de fonte (12), et b) au moins un dispositif d'entraînement coopé- rant avec la bague de serrage (11) et exerçant un couple sur cette bague de serrage (11). ) Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le dispositif d'entraînement est un moteur (13) qui coopère par l'intermédiaire d'une roue dentée (14) avec la surface-enveloppe de la bague de serrage (11).