Brevet FR2813811A1 — publié le 20020315

Description La présente invention concerne une vibreuse pour mouler des blocs d'anode non cuits à partir d'une masse de matière première en grains notamment pour l'électrolyse d'aluminium, comprenant une table vibrante sur laquelle se fixe un caisson de moule et après le compactage par vibration, le bloc d'anode, moulé, terminé est évacué de la table vibrante. L'aluminium métallique est produit à partir d'alumine par électrolyse à l'état fondu dans des cuves d'électrolyse dans lesquelles on suspend des anodes sous la forme de blocs de carbone. Ces blocs de carbone sont produits dans des fabriques d'anodes à partir de coke de pétrole calciné et en général de poix comme liant. Le mélange chaud composé de coke de pétrole et de poix est moulé dans un caisson de moulage fixé sur la table d'une vibreuse avec compactage par vibrations pour former un bloc anodique à savoir une anode crue, c'est-à-dire non cuite; celle-ci sera alors cuite dans un four en anneau. Une telle vibreuse est par exemple connue selon le document DE-A-43 32 921. Pour leur utilisation, on suspend les blocs des anodes à l'extrémité inférieure de barres d'anodes. Pendant l'électrolyse, le courant électrique passe des barres d'anodes par les blocs d'anode à travers le bain pour rejoindre le fond de la cuve d'électrolyse o se trouvent les cathodes. La combustion des blocs d'anode ainsi que d'autres réactions électrochimiques engendrent des gaz qui augmentent la résistance de passage du courant électrique et diminuent ainsi le passage du courant. Pour faciliter l'évacuation des gaz, on a déjà proposé de réaliser dans la face inférieure des blocs d'anode, des cavités ou des canaux en forme de fentes réalisés par des profilés de forme correspondante, en saillie à la manière de nervures de la surface supérieure des tables vibrantes. Mais de tels profilés venant en saillie par rapport au-dessus d'une table vibrante ne permettent une éjection horizontale ou une évacuation du bloc d'anode vibré, terminé du poste de moulage de la vibreuse que si les profilés en forme de nervures de la table vibrante sont dirigés dans la direction d'éjection du bloc d'anode. Comme la direction d'éjection des vibreuses usuelles est en général transversale à la direction longitudinale des blocs d'anode de section rectangulaire, cela ne permet de réaliser de cette manière que des fentes transversales dans la face inférieure des blocs d'anodes mais non des fentes longitudinales, car dans la direction longitudinale des anodes, les nervures profilées de la table vibrante gêneraient l'éjection des blocs d'anode vibrés et terminés. Pour utiliser de manière optimale les avantages du procédé évoqué ci- dessus, liés aux fentes formées dans la face inférieure des blocs d'anode, l'industrie utilisatrice demande non pas des fentes transversales mais des fentes longitudinales. La présente invention a pour but de développer une vibreuse pour mouler des blocs d'anode du type défini ci-dessus, permettant de réaliser dans les blocs d'anode, au moment du vibrage, des cavités de forme quelconque, notamment aussi des fentes longitudinales sans qu'après l'opération de vibrage, l'éjection latérale ou l'évacuation du bloc d'anode par rapport à la table vibrante d'un compacteur à table vibrante ou du plateau d'un compacteur vibrant à plateau tournant soit gênée voire rendue impossible. A cet effet, l'invention concerne une machine vibrante du type défini cidessus, caractérisée en ce que la table vibrante comporte des profilés montés de manière escamotable, qui pendant l'opération de vibration, sont en saillie vers le haut par rapport à la table vibrante pour mouler des cavités de blocs d'anode correspondantes et après l'opération de vibration, ces profilés sont de nouveau escamotés dans la table vibrante. La machine vibrante ou vibreuse selon l'invention comporte dans son plateau ou dans sa plaque, dont la ou les faces supérieures constituent la plaque de fond du caisson de moulage du bloc d'anode, des profilés par exemple des tôles formant couteaux, montées de manière escamotable et qui sont en saillie vers le haut pendant l'opération de vibrage pour former les cavités correspondantes dans le bloc d'anode, comme par exemple des fentes, et qui après l'opération de vibrage sont escamotées dans la table ou le plateau vibrant. Il est prévu au moins un profilé déployable et escamotable tel qu'un couteau de fente; de façon avantageuse et suivant la dimension du bloc d'anode, on aura deux voire plusieurs couteaux de fente, parallèles, qui peuvent être déplacés par rapport à la table vibrante par des éléments de levage pour qu'ils soient déployés vers le haut pendant l'opération de vibrage et soient maintenus en place et qu'ensuite, avant l'éjection ou l'évacuation horizontale du bloc d'anode vibré et terminé, ces couteaux puissent de nouveau être rétractés dans la table vibrante. Cela permet de former également des fentes longitudinales dans la face inférieure d'un bloc d'anode même si la direction d'éjection du bloc d'anode vibré et terminé, est transversale par rapport à la direction des fentes longitudinales ou transversales par rapport aux couteaux de fentes correspondants. Cela est vrai à la fois pour un compacteur vibrant à table de poussée que pour un compacteur vibrant à table rotative, car dans ce dernier cas, on place un plateau sur la table vibrante et dans la cavité du plateau, les profilés comme par exemple des couteaux de fentes sont escamotables selon l'invention. Dans chaque cas, les profilés déployables par rapport à la table vibrante comme par exemple des couteaux de fentes participent au mouvement vibrant de la table, de sorte que le bloc d'anode présente une densité vibrée, régulière même au niveau de l'endroit des fentes. Pour ne pas détériorer la solidité des blocs d'anode munis des fentes longitudinales et ne pas gêner l'opération de remplissage du caisson formant moule pour le bloc d'anode avec la matière première, par des couteaux de fentes qui auraient pénétré trop profondément dans le caisson de moulage, la hauteur des couteaux de fentes déployés vers le haut dans le caisson de moulage doivent être dimensionnés pour que les cavités en forme de fentes moulées dans le côté correspondant du bloc d'anode, ne dépassent pas en hauteur sensiblement la moitié de la hauteur du bloc d'anode. Dans le cas de vibreuses pour mouler des blocs d'anode, le moule coopère avec une masse pesante supérieure dont la face inférieure comporte une plaque de moulage avec des parties en saillie vers le bas, à la manière de bouchons à l'aide desquels on forme des orifices dits de bouchons dans la face supérieure du bloc d'anode par moulage, par vibration; par ces orifices en forme de bouchons, on pourra suspendre les blocs d'anode, terminés à l'extrémité d'une barre d'anode. Les trous de bouchons sont moulés par le haut dans le bloc d'anode, mais on ne peut pas toujours avoir une densité de même valeur de la masse du bloc d'anode dans la zone des orifices à bouchons enfoncés par le haut. Si les profilés montés de manière escamotable dans la table vibrante ne comportent pas de couteaux de fentes mais des parties en saillie assimilables à des bouchons, on peut réaliser avec ceux-ci les trous à bouchons dans les blocs d'anode à mouler, si le bloc d'anode est moulé debout sur la tête, sur la table vibrante. Le bloc d'anode dont la compression par vibration est terminée, sera ensuite retourné pour que les trous à bouchons soient de nouveau tournés vers le côté supérieur du bloc. Dans ce type de moulage de blocs d'anode, le bloc est également compacté au niveau des orifices à bouchons, régulièrement et solidement pour minimiser le risque de fissures partant des orifices à bouchons qui ont été moulés. Ainsi comme indiqué ci-dessus lorsqu'on moule le bloc d'anode en position renversée sur la table vibrante, le poids supérieur qui coopère avec le moule à bloc dans la machine vibrante comporte des profilés venant en saillie vers le bas tels que des couteaux pour former des cavités correspondantes dans la face inférieure du bloc d'anode, en position renversée. Ainsi, la vibreuse selon l'invention permet de réaliser simultanément pendant le compactage par vibration dans le bloc d'anode en même temps les orifices à bouchons pour les barres d'anode et les fentes de fond décrites ci-dessus. L'installation pour abaisser ou escamoter les profilés tels que les couteaux de fentes, les saillies en forme de bouchons, etc, dans ou à partir de la table vibrante se composent d'éléments de levage actionnés par des moyens électromécaniques, hydrauliques ou pneumatiques. De plus on peut prévoir que les profilés installés de manière escamotable dans la table vibrante coopèrent avec une installation pour détecter, surveiller et commander la position en hauteur des profilés. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale partiellement en vue de face d'un premier mode de réalisation de la machine vibrante selon l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe verticale d'un second mode de réalisation d'une vibreuse selon l'invention, - la figure 3a montre un bloc d'anode moulé à l'aide de la machine vibrante selon la figure 3. Selon les figures 1 et 2, la machine vibrante (ou vibreuse) pour mouler des blocs d'anode dans son poste de moulage comporte une table vibrante 10 montée de manière suspendue par des éléments de ressort 1 1l, 12 et d'un châssis de base 13 et recevant des mouvements en forme de secousses par un générateur rotatif de vibration à balourd. Dans le poste de moulage, sur la table vibrante 10 se fixent le caisson de moulage qu'il faut remplir avec la matière première granuleuse, chaude; ce caisson de moule dans le cas d'un compacteur vibrant à plateau tournant est conduit par un bras de support radialement en saillie par l'intermédiaire d'une palette 14 sur la table vibrante 10. Le caisson de moulage 15 non représenté aux figures 1 et 2 a une section rectangulaire vue à la figure 3, qui montre ainsi que le caisson de moule 15 coopère avec une masse supérieure 16 suspendue par une barre de traction 17 au portique de la vibreuse. Pendant le fonctionnement de la vibreuse, la masse 18 introduite dans le caisson de moule 15 dans l'espace compris entre la face supérieure du plateau vibrant 10 et la palette 14 et la masse supérieure 16 est compactée par vibration pour former un bloc d'anode 19. Le contour représenté en traits interrompus du bloc apparaît aux figures 1 et 2. Après l'opération de vibrage, on soulève le caisson de moulage 15 par rapport à la table vibrante 10 ou à la palette 14 et le bloc d'anode 19 non cuit, dont le moulage est terminé, est évacué de la face supérieure de la table vibrante ou de la palette, latéralement et cela dans la direction d'expulsion 20 qui est transversale à l'axe longitudinal du bloc d'anode 19 de section carrée. La face supérieure de la table vibrante 10 (compacteur vibrant à table de poussée) ou la face supérieure de la palette 14 (compacteur vibrant à plateau rotatif) constitue chaque fois la plaque de fond du caisson de moulage 15 dans le poste de moulage de la machine vibrante. Comme le montrent les figures 1 et 2, la table vibrante 1 ou la palette 14 comporte par exemple deux couteaux de fentes 21, 22 espacés l'un de l'autre et constituant des profilés installés de manière escamotable; pendant une phase de vibrage de la table vibrante ou du plateau, ces couteaux sont en saillie vers le haut dans le caisson vibrant et participent au mouvement vibratoire; ces couteaux passent dans des fentes longitudinales correspondantes du fond du bloc d'anode 19; les couteaux de fentes 21, 22 et ainsi les fentes longitudinales mises en forme du bloc d'anode 19 sont situés de préférence dans la direction longitudinale du bloc d'anode. Après avoir vibré, on escamote les couteaux 21, 22 dans la table vibrante 10 ou sa palette 14 pour que les couteaux ne risquent pas de gêner l'éjection ou l'évacuation latérale du bloc d'anode 19 dont le moule est terminé, transversalement à l'axe longitudinal du bloc. Pendant que le couteau 21 de la moitié gauche de la figure 1 apparaît dans sa position de fin de course sortie vers le haut, dans la moitié droite de la figure 1, le couteau 21 est représenté dans sa position de fin de course, abaissée. L'installation pour abaisser ou déployer les couteaux 21, 22 se compose d'éléments de levage selon les figures 1 et 2 formés de deux vérins d'actionnement 23, 24 installés avantageusement sur la table vibrante 10. Les mouvements de relevage peuvent être assurés par des moyens électromécaniques, hydrauliques ou pneumatiques. La référence désigne des ressorts de rappel, des couteaux 21, 22 escamotables, glissant dans les guides. Les couteaux 21, 22 mobiles en montée et en descente peuvent coopérer avec une installation 26 indiquée à la figure 2 pour détecter, surveiller et commander le réglage en hauteur des couteaux. La figure 3 montre que les profilés ou corps profilés installés de manière escamotable dans la table vibrante 10 peuvent également être des saillies 27 en forme de bouchons pour former les trous à bouchons destinés à recevoir ultérieurement les extrémités des barres d'anode portant les blocs d'anode. Dans ce cas, le bloc d'anode est moulé sur la table vibrante 10 en position renversée. Le bloc d'anode compacté i5 par vibration et terminé doit alors être retourné pour que les trous à bouchons apparaissent sur le côté supérieur du bloc d'anode. De plus selon la figure 3, si l'on moule le bloc d'anode sur la table vibrante 10 en position retournée, le poids 16 qui coopère avec le moule pour le bloc d'anode de la vibreuse peut comporter des profilés en saillie vers le bas; il peut s'agir par exemple de deux couteaux 28, 29 espacés et qui permettront de former en même temps les fentes longitudinales dans la face inférieure du bloc d'anode maintenant retourné. Dans ce cas, les couteaux 28, 29 qui sont en saillie de la face inférieure du poids supérieur 16 ou de la plaque de moule inférieure, interchangeable, ne sont pas escamotables. Les couteaux 28, 29 extraits par le haut du bloc d'anode après le compactage par vibration, n'opposent aucune résistance de friction significative. La configuration des tôles 28, 29 ainsi que leur position par rapport à l'axe longitudinal et à l'axe transversal du bloc d'anode dont le moule est terminé peuvent être choisies de manière quelconque. Alors qu'à la figure 3, la masse 18 du bloc d'anode est présentée à l'état non encore compacté par vibration, la figure 3a montre le bloc d'anode 19 moulé, terminé par compactage par vibration; le bloc comporte également les fentes longitudinales 30 sur un côté du bloc et les orifices à bouchons 31 sur le côté opposé du bloc. Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut équiper des compacteurs vibrants à table coulissante ou des compacteurs vibrants à plateau rotatif, existants, pour mouler des blocs d'anode, pour les transformer avec des moyens relativement réduits, après leur installation, pour les équiper de profilés escamotables dans la table vibrante. REVEND I CATI O NS 1 ) Vibreuse pour mouler des blocs d'anode non cuits à partir d'une masse de matière première en grains notamment pour l'électrolyse d'aluminium, comprenant une table vibrante (10, 14) sur laquelle se fixe un caisson de moule (15) et après le compactage par vibration, le bloc d'anode (19), moulé, terminé est évacué de la table vibrante, caractérisée en ce que la table vibrante (10, 14) comporte des profilés (21, 22, 27) montés de manière escamotable, qui pendant l'opération de vibration, sont en saillie vers le haut par rapport à la table vibrante pour mouler des cavités de blocs d'anode correspondantes et après l'opération de vibration, ces profilés sont de nouveau escamotés dans la table vibrante. 2 ) Vibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés prévus de manière escamotable sur la table vibrante sont des couteaux de fentes (21, 22). 3 ) Vibreuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les couteaux (21, 22) sont de préférence installés suivant l'axe longitudinal des blocs d'anode (19). 4 ) Vibreuse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la hauteur des couteaux (21, 22) déployés vers le haut, par rapport à la table vibrante est dimensionnée pour que les cavités en forme de fentes moulées dans la face correspondante du bloc d'anode ne s'étendent pas sur plus de sensiblement la moitié de la hauteur d'un bloc d'anode. ) Vibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés installés de manière escamotable dans la table vibrante (10) sont des saillies en forme de bouchons (27) qui sont destinées à mouler des trous à bouchons dans les barres d'anode et dans ce cas le bloc d'anode est moulé en position renversée sur la table vibrante. 6 ) Vibreuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que lorsqu'on moule le bloc d'anode en position renversée sur la table vibrante (10), le poids supérieur (16) qui coopère avec le moule à bloc dans la machine vibrante comporte des profilés venant en saillie vers le bas tels que des couteaux (28, 29) pour former des cavités correspondantes dans la face inférieure du bloc d'anode, en position renversée. 7 ) Vibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation pour escamoter ou déployer les profilés (21, 22, 27) par rapport à la table vibrante (10, 14) est composée d'éléments de levage (23, 24) à commande électromécanique, hydraulique ou pneumatique. 8 ) Vibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés (21, 22, 27) installés de manière escamotable dans la table vibrante coopèrent avec une installation (26) pour détecter, surveiller et commander la position en hauteur des profilés.