Brevet FR2788121A1 — publié le 20000707

L'invention concerne les fours de fusion, par exemple pour déchets amiantés. On connaît d'après le document FR-2 358 626 un four de fusion comportant dans sa paroi des boîtes à eau comprenant une face en matériau réfractaire tournée vers l'intérieur de la cuve et un circuit de circulation d'eau de refroidissement. La partie en matériau réfractaire des boîtes à eau est parfois rapidement détériorée de sorte qu'il peut être nécessaire de remplacer les boîtes par des boites à eau neuves. Or, le four de ce document ne permet pas de remplacer facilement et rapidement les boites à eau. Un but de l'invention est de fournir un four permettant de remplacer facilement et rapidement les boîtes à eau, notamment sans nécessiter un arrêt prolongé des activités de fusion. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un four de fusion comportant une paroi et des boîtes à eau fixées à la paroi par des moyens de fixation, chaque boîte à eau comprenant une masse réfractaire exposée à l'intérieur du four et un circuit de refroidissement, dans lequel les moyens de fixation sont agencés de sorte que chaque boite à eau est démontable indépendamment des autres, par coulissement horizontal vers l'extérieur du four. Ainsi, chaque boîte à eau peut être remplacée sans nécessiter de démonter les autres boîtes. De plus, le déplacement de la boîte par coulissement vers l'arrière rend son démontage et son remplacement faciles et rapides à exécuter sans nécessiter un arrêt prolongé du four voire des activités de fusion elles-mêmes. En outre, les parties du four s'étendant au-dessus et au- dessous des boîtes à eau peuvent être des parties fixées à demeure. Le four selon l'invention pourra en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens de fixation des boîtes à eau sont indépendants les uns des autres; i - la paroi comprend une partie fixée à demeure s'étendant au- dessus des boites à eau; - le four comprend pour chaque boîte à eau au moins une bride reliée à la boîte et à une partie fixe; - la bride est en appui contre la boîte; - la bride présente une liaison rotule, de préférence au voisinage d'une extrémité de la bride contiguë à la boîte à eau; - la bride présente une articulation autour d'un axe vertical; - la bride comprend des moyens de réglage suivant la direction de coulissement de la boîte d'une position d'une extrémité de la bride contiguë à la boîte à eau; - les brides sont au nombre de deux par boîte et sont fixées à des parties du four situées respectivement au- dessus et au-dessous de la boite; - les boîtes à eau sont en appui les unes contre les autres dans un plan horizontal par effet de voûte; chaque boîte à eau présente un organe de préhension, le four comprenant un outil de préhension apte à coopérer avec l'organe pour déplacer la boîte; - l'outil est agencé pour être accouplé à l'organe par un coulissement relatif parallèle à la direction de coulissement de la boîte à eau; l'outil de préhension comprend une main de préhension apte à coopérer avec l'organe et un corps apte à recevoir la main de façon amovible; et - le corps est agencé pour être accouplé à la main par un déplacement vertical relatif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés: - la figure 1 est une vue partielle en coupe horizontale de la paroi d'un four selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe verticale de la paroi du four de la figure 1 au niveau d'une boîte à eau; - la figure 3 est une vue en coupe horizontale de la boîte de la figure 2; la figure 4 est une vue à grande échelle d'un détail de la figure 3; - la figure 5 est une vue arrière de la boîte de la figure 2; - la figure 6 est une vue en coupe de la boîte selon le plan VI-VI de la figure 3; - la figure 7 est une vue en coupe verticale de la boite montrant par ailleurs sa préhension par l'outil de préhension; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7 montrant une autre étape de préhension; et - la figure 9 est une vue de dessus de la boîte et de l'outil de la figure 7. En référence aux figures 1 et 2, le four de fusion est en l'espèce destiné à la fusion de déchets solides amiantés. Il comporte une paroi cylindrique 2 d'axe vertical 5 et un fond 4 délimitant une cuve de fusion. Une portion de la paroi contiguë au fond 4 est évidée et occupée par des boîtes à eau 6. Chaque boîte à eau comporte une embase métallique arrière 8 de forme rectangulaire plate, plus haute que large et plus large que profonde, la profondeur étant mesurée suivant la direction radiale à l'axe 5 de la paroi 2. En référence aux figures 6 et 7, un conduit 10 en serpentin ou à chicanes est ménagé dans l'épaisseur de l'embase 8. Ce conduit débouche à deux orifices ou extrémités 12 opposés suivant une diagonale de la face arrière de l'embase. Ce conduit 10 est destiné à recevoir un fluide de refroidissement tel que de l'eau circulant dans le sens indiqué par les flèches, depuis l'orifice inférieur gauche 12 jusqu'à l'orifice supérieur droit 12. Des tuyaux d'entrée et de sortie d'eau sont raccordés à ces orifices. Chaque boite 6 comporte des armatures 14 s'étendant en saillie d'une face avant de l'embase 8. Chaque boîte comporte une couche protectrice en béton réfractaire surmoulé sur les armatures 14 et l'embase 8 à l'avant de la boîte pour former une couche protectrice 16. La couche 16 et l'embase 8 forment des faces planes latérales verticales 18 légèrement inclinées l'une par rapport à l'autre vers l'avant de la boîte constitué par une face verticale plane 20. Comme le montrent les figures 1 et 2, les boîtes 6 sont posées sur une face supérieure horizontale plane du fond 4 et sont disposées les unes contre les autres avec leurs faces avant 20 contiguës et leurs faces latérales 18 en contact surfacique mutuel. L'inclinaison de celles-ci fait alors en sorte que les boîtes 6 s'étendent en arc de cercle en formant un secteur de cylindre obturant la portion évidée de la paroi 2. Une partie de la paroi 2 fixée à demeure s'étend par ailleurs également au-dessus des boîtes 6. Le four comporte des moyens de fixation de chaque boîte 6 au four, associés en propre à chaque boîte de sorte que les boîtes peuvent être démontées indépendamment les unes des autres. Pour chaque boîte, les moyens de fixation comprennent une bride supérieure et une bride inférieure 22. La bride supérieure 20 comporte une potence 24 fixée à la paroi 2 au droit de la boîte 6 au-dessus de celle-ci. Cette potence définit un logement cylindrique d'axe vertical recevant une goupille 26 formant avec ce dernier une articulation ou liaison pivot. Une extrémité inférieure 28 de la goupille présente un logement cylindrique fileté d'axe horizontal en liaison vis - écrou avec une vis horizontale 29 à filet trapézoïdal. Cette vis présente une tête de vis 30 formant avec le corps de la vis une liaison rotule comme le montre la figure 4. La tête 30 a une forme à profil en " U ", les deux flancs formant les branches du " U " étant aptes à venir en appui par leurs extrémités libres contre la face arrière de l'embase 8, de part et d'autre d'une nervure médiane verticale 32 de celle-ci. La bride inférieure 22 présente les mêmes éléments que la bride supérieure 20, sauf que leur disposition est inversée de bas en haut, la potence 24 étant en outre réduite au seul conduit cylindrique puisque le fond 4 se prolonge radialement vers l'extérieur en saillie de la paroi 2. Les brides supérieure 22 et inférieure 20 viennent en appui contre des extrémités respectivement supérieure et inférieure de la face arrière de la boîte 6 en sollicitant celle-ci vers l'intérieur de la cuve, c'est- à-dire radialement par rapport à l'axe 5 du cylindre formant la paroi 2 du four. Cet appui produit un effet de voûte, dans un plan horizontal, des boîtes 6 les unes contre les autres, les extrémités de l'arc de cercle formé par les boîtes étant en appui contre la paroi 2 comme le montre la figure 1. Cet effet de voûte entraine que les brides 20, 22 maintiennent les boîtes 6 en position par simple appui radial sur celles-ci. L'articulation de la goupille 26 et la rotule de la tête permettent un rattrapage des jeux dus aux tolérances de fabrication des boîtes 6, aux déchets solidifiés et à la dilatation. I Chaque boîte 6 présente un organe de préhension 40 s'étendant vers l'arrière en saillie du centre de la nervure 32. Cet organe a une forme de " T " couché dont le corps 42 est horizontal et la barre 44 verticale et vers l'arrière. Le four comporte un bras manipulateur 46 pour la préhension des boîtes 6. Le bras 46 est monté mobile à coulissement horizontal le long des boites à eau par des moyens classiques tels qu'un système à rail 48. Le bras 46 comporte une poutre horizontale 47 portant à une extrémité du bras dirigée vers les boîtes 6 une goupille verticale 48 s'étendant en saillie d'une face supérieure de la poutre 47. Le bras 46 comporte une main intermédiaire 50 présentant un conduit cylindrique vertical 52 de réception de la goupille 48 pénétrant dans celui-ci par une extrémité inférieure du conduit. Deux flasques 55 s'étendent parallèlement l'un à l'autre en saillie d'une face externe du conduit 52 en pouvant recevoir entre eux l'organe 40 dont la barre 44 vient en butée contre le conduit. Deux broches 54 pénètrent dans des orifices correspondants des flasques 55 pour s'étendre du côté de la barre 44 opposée au conduit 52 et être situées de part et d'autre du corps 42 du " T ". Ainsi disposées, après avoir été enfilées manuellement latéralement dans les flasques 55 comme illustré sur la figure 9, les broches 54 maintiennent accouplés la main avec l'organe de préhension 40. La main présente à la base du conduit 52 un pan incliné 57 venant alors en contact surfacique avec un chanfrein d'une extrémité inférieure de la barre 44 du " T " pour améliorer leur appui mutuel. Lorsqu'on souhaite démonter une boite à eau 6 par exemple pour son remplacement, on démonte les brides supérieure 20 et inférieure 22 en dévissant les vis 29 et en ôtant les goupilles 26 de leur logement, puis on vient relier entre eux le bras 46, la main 50 et l'organe 40. Pour cela, en fonction des possibilités de mouvement pour le bras, on peut, en référence à la figure 7, d'abord monter la main 50 sur l'organe 40, puis enfiler la goupille 48 dans la main par un mouvement vertical vers le haut du bras. Sinon, lorsqu'un tel mouvement du bras est impossible, compte tenu de l'encombrement des autres parties (par exemple la présence du fond 4), on enfile d'abord la main 50 sur le bras 46 puis on accouple la main à l'organe de préhension 40 en faisant avancer le bras horizontalement. Il reste ensuite à tirer la boite 6 vers l'extérieur suivant une direction radiale à l'axe 5 de la paroi 2 en direction opposée au centre du four. La boîte ainsi portée par le bras 46 est évacuée. On remplace la boîte par une boîte neuve par les opérations inverses. La goupille 48 du bras étant mobile à rotation dans le conduit 52 de la main, il en est de même pour la boite à eau 6 par rapport au bras 46 durant son extraction, son transport ou sa mise en place, comme illustré en traits pointillés sur la figure 9. Mise en place et extraction peuvent ainsi être facilitées. Le bras 46 permet aux opérateurs de manipuler les boîtes 6 à distance de celles-ci. Le filet trapézoïdal des vis 20 leur permet d'encaisser des efforts très importants vers l'extérieur du four pour un appui approprié des boîtes 6 les unes contre les autres. Avec un tel four, les boites à eau 6 peuvent être démontées et extraites alors que le four est chaud et vidangé. Le four est particulièrement adapté à la destruction ou traitement thermique des déchets tels que: - l'amiante; - les déchets hospitaliers; - les boues de stations d'épuration; - les boues industrielles; - les mâchefers; - les cendres volantes; - les résidus d'épuration de fumées d'incinération d'ordures ménagères ou refioms; - les scories; et - les déchets très faiblement radioactifs. REVENDICATIONS 1. Four de fusion comportant une paroi (2) et des boîtes à eau (6) fixées à la paroi par des moyens de fixation (20, 22), chaque boîte à eau comprenant une masse réfractaire (16) exposée à l'intérieur du four et un circuit de refroidissement (10), caractérisé en ce que les moyens de fixation (20, 22) sont agencés de sorte que chaque boite à eau (6) est démontable10 indépendamment des autres, par coulissement horizontal vers l'extérieur du four. - 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation (20, 22) des boîtes à eau (6) sont indépendants les uns des autres. 3. Four selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi (2) comprend une partie fixée à demeure s'étendant au-dessus des boîtes à eau (6). 4. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque boite à eau (6) au moins une bride (20, 22) reliée à la boite (6) et à une partie fixe (2, 4). 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bride (20, 22) est en appui contre la boîte (6). 6. Four selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la bride (20, 22) présente une liaison rotule (30), de préférence au voisinage d'une extrémité de la bride contiguë à la boîte à eau (6). 7. Four selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la bride (20, 22) présente une articulation (26) autour d'un axe vertical. 8. Four selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la bride (20, 22) comprend des moyens de réglage (29) suivant la direction de coulissement de la boite d'une position d'une extrémité de la bride contiguë à la boîte à eau. 9. Four selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les brides (20, 22) sont au nombre de deux par boite (6) et sont fixées à des parties du four (2, 4) situées respectivement au-dessus et au-dessous de la boîte. 10. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les boîtes à eau (6) sont en appui les unes contre les autres dans un plan horizontal par effet de voûte. 11. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque boîte à eau (6) présente un organe de préhension (40), le four comprenant un outil de préhension (46) apte à coopérer avec l'organe pour déplacer la boîte. 12. Four selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'outil (46) est agencé pour être accouplé à l'organe (40) par un coulissement relatif parallèle à la direction de coulissement de la boîte à eau. 13. Four selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'outil de préhension comprend une main de préhension (50) apte à coopérer avec l'organe (40) et un corps (46) apte à recevoir la main de façon amovible. 14. Four selon la revendication 13, caractérisé en ce que le corps (46) est agencé pour être accouplé à la main (50) par un déplacement vertical relatif.