EP2212450B1 - Procede et dispositif pour detacher les timbales des pieds d'anodes, notamment d'anodes utilisees pour la production d'aluminium par electrolyse ignee - Google Patents

Procede et dispositif pour detacher les timbales des pieds d'anodes, notamment d'anodes utilisees pour la production d'aluminium par electrolyse ignee Download PDF

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EP2212450B1
EP2212450B1 EP20080872038 EP08872038A EP2212450B1 EP 2212450 B1 EP2212450 B1 EP 2212450B1 EP 20080872038 EP20080872038 EP 20080872038 EP 08872038 A EP08872038 A EP 08872038A EP 2212450 B1 EP2212450 B1 EP 2212450B1
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EP
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stop
thimbles
anode
butt
thimble
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Didier Lescarcelle
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ECL SAS
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    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C25C3/125—Anodes based on carbon
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/748—With work immobilizer

Definitions

  • the invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis. It relates more particularly to a method for removing the metal sleeves attached to the feet of the rods of anodes to reuse said rods after cleaning and to recycle the material of the removed sockets.
  • Aluminum is produced industrially by igneous electrolysis, that is to say by electrolysis of alumina in solution in a bath of molten cryolite, called electrolyte bath, according to the Hall-Héroult process.
  • the electrolyte bath is contained in electrolysis cells which comprise a steel box lined internally with refractory and / or insulating materials and a cathode assembly located at the bottom of the tank.
  • Anodes typically of carbonaceous material, are attached to a superstructure provided with means for moving them vertically, said anodes being consumed progressively during the electrolysis process.
  • the assembly formed by an electrolytic cell, its anodes and the electrolyte bath is called an electrolysis cell.
  • the anodes comprise a conductive metal rod, associated with an attachment device on said superstructure and with an electrical connection device, and a block of carbon material which constitutes the body of the anode and which is introduced inside the electrolyte bath.
  • the connection between the anode rod and the body of carbon material is via a foot, typically made of steel, integral with the base of the rod and which generally has a form of candelabrum turned, each branch of the candelabrum being associated with a cylindrical end whose axis is parallel to the rod and that is called "log" .
  • logs are introduced into recesses made on the upper face of the carbon material block and the interstices between the logs and the bores are filled by casting a molten metal, typically cast iron.
  • the metal bushings thus produced - also called “timbales” - make it possible to ensure a good mechanical attachment and a good electrical connection between the rod and the block of carbon material.
  • an electrolysis plant requires the regular replacement of the anodes that are consumed throughout the production of aluminum.
  • the regeneration of a spent anode is an economic imperative operation that consists of removing the cooled electrolyte bath remained stuck on the anode butt (residual carbon block), then remove the butt and timbales for recycling, and finally to clean, and straighten if necessary, the assembly consisting of the rod and the anode foot to associate it with a new block of carbon material and thus obtain a new anode.
  • some new anodes typically 1 to 2% of them) may have defects, for example a cracked carbon block, as they have to be set aside to be directly returned and recycled with the anodes. waste, without being introduced into the electrolysis cells.
  • the remains of the anode and the timbales were previously removed using strippers, the anode being held in a vertical position.
  • the anode legs were more or less directly subjected to the efforts of the stripper and their life was very short.
  • strippers are usually specialized: those intended to remove the residual blocks are called “strippers” and those intended to remove the timpani are called “disassemblers”. Some devices, called “dégrafont recipients”, allow in a single movement to carry out the disassembly and the disassembly.
  • German patent application DE 44 10 599 discloses a device for performing the unhooking and undoing around each log of an anode foot: a clip closes to partially surround said log, without touching it, its lower face acting as an axial stop opposing the movement of the timbale driven, via the log, by a punch.
  • the stop device and the punch are movable relative to the log and can move towards each other by means of an actuator.
  • a recess which is formed in the stop device and which surrounds the log with a diameter greater than that of the timbale, the punch first fragments the butt, removes the butt fragments and deforms and detaches the timbales.
  • a disassembly device associated or not with a disintegration device, has the advantage of only soliciting the anode rod locally, the stripping forces being taken directly by the upper part of the clamp which serves as counter support.
  • this device particularly bulky, can work on a single log, which has the disadvantage of requiring a significant time to completely undress an anode rod.
  • the French patent application FR 2,718,989 proposes a disassembler provided with a plurality of torsion drive devices acting simultaneously on each timbale.
  • the torsion drive imposes the need to separate the disassembly from the disassembly, that is to say to specifically use a machine specialized in the disintegration and then a machine specialized in the disassembly.
  • the risk of damage to the anode feet does not disappear, even if it changes in nature: the torque is transmitted in a fragile area of the log, where the latter is welded to the transverse branch.
  • the patent US 5,956,842 describes a degreaser with vertical displacement punches associated with axial stops. They are slender punches placed under the logs and in their alignment, of smaller diameter than the logs and acting upwards. When the punches rise, they first encounter the butt and then, after unraveling, the underside of the logs so that, the upper face of the timpani being blocked by a stop wall, the timbales are deformed and detach from logs, while remaining trapped by slender punches.
  • the abutment wall is constituted by the lower face of clips which close individually, around each log without touching it.
  • the disadvantage associated with this solution lies in the importance of the effort required to achieve the simultaneous disassembly of all the logs. On the other hand, the clamps themselves bearing on a common plate, the recovery of stripping efforts is not really individualized so that the anode foot remains sensitive to the imbalance of stress resulting from the imperfectly symmetrical geometry anode foot.
  • the degrafonteuse proposed by the applicant in the French patent application FR 2 894 988 has jaws that close individually around each log so that a stop wall opposes the upward movement of the timbales driven by the punches via the logs.
  • the individual recovery of the stripping efforts makes it possible to spare the anode legs, but here it is also necessary to provide an important effort to achieve the simultaneous removal of all the logs.
  • the object of the invention is to define a method of dismantling used anodes (or new rejects) which does not have the drawbacks presented above, in particular which makes it possible to dismantle all the logs of one foot of anode in one step and with a single machine, without requiring the use of considerable effort, without requiring the introduction of a complex electronic control system, while aiming at a risk of damage to the anode foot as low as possible.
  • the machine used to implement this method could also be used to implement the disintegration.
  • the remains of anodic blocks and timbales could advantageously be sorted out of this same machine, as in FR 2 894 988 , to be recycled directly to the anode manufacturing workshops.
  • the driving device can be moved using at least one actuator, typically a hydraulic cylinder.
  • Moving can be a simple translation or, as in DE 44 10 599 , a rotation around a horizontal axis.
  • the displacement can take place in any substantially constant direction, generally defined by the torque formed by the relative position of the driving device relative to the stop device, the attack to be performed substantially frontally. Later, the trips made in this direction will be called "axial".
  • the vertical direction which makes it possible to avoid the installation of an additional device of handling of the anodes. Indeed, the spent anode is usually transported by means of an overhead conveyor, vertically, that is to say, attached to the conveyor by the upper end of its rod.
  • holding means typically centering clamps, which allow axial movement of the rod, the stem foot having to be able to move in this direction when it is reached by the driver.
  • the holding means are advantageously provided, in contact with the rod, pads with low coefficient of friction
  • the driving device comprises a plurality of n punches which move along the axes of the n logs. In a preferred embodiment of the invention, they advance simultaneously, typically mounted on a transverse beam or several integral transverse beams, moved (s) by one or more actuators, for example hydraulic cylinders.
  • the abutment device surrounds, at least partially, each of the n logs of said anode stem foot: typically, this abutment device is in the form of a part or a set of several parts bearing, directly or indirectly, on one or more elements fixed to the frame of the machine and having, at each log, a notch surrounding the log which allows the latter to move axially in the through and a stop face opposing the axial advance of the timbale associated with the corresponding log.
  • the notch is in the form of a bore or a bore portion which at least partially surrounds the log, for example with a diameter greater than - at least 1 mm - the outer diameter of the timbales .
  • a lateral cavity corresponding to the passage of the transverse arm of the rod foot supporting said log, can be connected to this bore to complete said notch.
  • Said bore is surmounted, in its upper part, a shoulder or an internal projection, of radial height typically equal to the thickness of the timpani, and whose lower face acts as a stop surface opposing the advance of the kettledrum.
  • the stop device comprises according to the invention at least two abutment surfaces located at a different level with respect to the advance of the driving device, so that some timpani are blocked during the advance of the punch and thus be disconnected from their logs while other timbales, not immobilized, remain fixed on their respective logs. This reduces the stripping effort.
  • the anode foot then has p pairs of associated logs called "peripherals", in that none of them does not pass through the axis of the rod even if some of them are close to it.
  • peripheral logs p pairs of associated logs, symmetrical with respect to the axis of the rod, and possibly one axial log.
  • the abutment device comprises at least a first abutment surface intended to block the advance of the timpani fixed on two associated peripheral rounders, symmetrical with respect to the axis of the rod and a second abutment surface, axially offset. relative to the first abutment surface, intended to block either a second pair of timbales attached to other associated peripheral logs or, if it exists, the timbale fixed on the axial log.
  • each pair of associated peripheral logs corresponds to a specific stop level, axially offset from that of the other pairs of peripheral logs and, if it exists, from that of the axial log.
  • the separation of the timbales and logs results from the immobilization of the timbale while the punch continues its progress.
  • An axial force is generated in the timbale in response to the force transmitted by the driver via the punch and the log. It is created in the thickness of the kettledrum, with probably a maximum intensity in the vicinity of this contact surface, a scission stress which, as the punch advances, increases until reaching a critical value, at from which the kettledrum is deformed and detached from the outer surface of the log.
  • the axial offset is such that, during the displacement of the driving device, the first trimbals blocked by a first abutment surface have time to be disconnected from the logs to which they were attached before other timbales are blocked. by a second abutment surface.
  • the "first" timbales are not yet exploded and ejected from the anode rod before other timbales are blocked by a second abutment surface.
  • this offset depends on the geometries involved, in particular that of the stem, the logs and the contact surface between the timbales and the logs.
  • the axial offset between two abutment surfaces must be at least equal to a value which is of the order of 20 mm.
  • the axial offset is advantageously between 5 and 50 mm, preferably between 10 and 30 mm.
  • each individual abutment unit comprises a fixed abutment wall integral with the frame of the machine, said abutment wall opposing the axial advance of the timpani associated with the corresponding log, and a device mounted floating relative to the frame.
  • said floating mounted device being put in place on the timpani when it comes into contact with it so that the contact surface with the upper end of the timbale is as large as possible, said placing being performed, that is to say completed or substantially advanced, before, driven by the timbale, said floating mounted device itself arrives in abutment against said abutment wall integral with the frame of the machine.
  • Such a floating mounted device constitutes an intermediate piece that allows the stop device to better mechanically withstand jolts due to geometry deviations, especially timpani.
  • clamps are advantageously mounted floating relative to the frame of the machine.
  • the thrust units can understand as in FR 2 894 988 jaw assemblies, typically pairs of jaws, which pivot about horizontal axes and which, when close together, form a kind of sleeve which surrounds the log and whose lower end is provided with a stop surface s opposing the movement of timpani.
  • the possible embodiments are identical to modes a), b) and c) described above for the clamps, the thickness of the clamps being replaced here by the height of the sleeves.
  • the driving device comprises n punches which move along the axes of the n logs.
  • they are mounted on a transverse beam, common (case of aligned logs) or on several transverse beams arranged symmetrically (case of logs arranged symmetrically) relative to the median plane parallel to the long side of the anode block.
  • This beam or these beams, integral with each other, is (are) moved (s) by one or more actuators, for example hydraulic cylinders.
  • the punches reach the lower ends of the logs at about the same time.
  • the timbales are attacked two by two symmetrically with respect to the axis of the anode rod.
  • a timpani "loose” a little before the other symmetrical timpani associated with it, it can follow a sudden and very imbalance on the device attack.
  • the latter is advantageously provided with guiding shoes which bear slidingly on vertical walls integral with the frame of the machine, designed to act as a counter-support and as walls for guiding the vertical movement of said driving device. .
  • Another object of the invention is a disassembly machine for carrying out the method described above, able to strip the logs of both used anodes and new anodes rejected, comprising a stop device and an attack device.
  • said driving device being movable by an actuator towards said abutment device, said abutment device surrounding, at least partially, each log of the foot of the anode rod and comprising at least two surfaces stoppers separated from each other by an axial distance such that the timbales blocked by a first abutment surface are disconnected from the logs to which they were attached before the other timbales are blocked by the other abutment surface.
  • This machine may have the additional features or variants described above to illustrate the process.
  • the axial distance between the nearest timpani abutment surface of the butt stop surface and the butt stop surface ie the distance minimum axial distance between the abutment stop surfaces and the abutment stop surface, which must be greater than a value, corresponding substantially to the height of the timpani, that is to say, typically greater than half the height of said timpani and preferably at least equal to said height.
  • Another object of the invention is a degrading machine for implementing the method described above, for extracting the anode butt and the timbales hooked to a worn anode or a new scraped anode, comprising a stop device and a driving device, said driving device being movable by an actuator towards said abutment device, said abutment device comprising an abutment device of butts having a first abutment, referred to as a "abutment".
  • said stop device also comprising a device for abutment timbales surrounding at least partially each log and having a second stop, called" thrust stopper ", which blocks the advance of said timpani, characterized in that the stop device of the timbales comprises at least two abutment surfaces separated from one another by an axial distance such that the ti mbales blocked by a first abutment surface are disconnected from the logs to which they were attached before other timbales are blocked by the other abutment surface.
  • This machine may have the additional features or variants described above to illustrate the process.
  • the figure 1 schematically represents, in perspective, a disruption and disassembly machine implementing the disassembly method according to the invention, associated or not with a disintegration. As illustrated, this machine is deprived of part of its elements to visualize the anode rod to be stripped and the attack device.
  • the figure 2 complete the illustration of the figure 1 and diagrammatically details, in dive perspective, certain elements of the machine, including in particular the stop device.
  • the figure 3 complete the illustrations of the previous figures by showing, in front view, half of the logs still coated timpani, the portion of the stop device and the portion of the attack device associated with these logs.
  • FIGS. 4a), 4b) and 4c schematically illustrate, in front view as in figure 3 and in top view, three successive stages of the disassembly as it can be implemented using the machine illustrated in the previous figures.
  • anode rod 110 can be seen after unscrewing. It is a metal frame consisting of a rod 120 of conductive metal, elongated along an axis 100, and a foot 121 of steel. The foot 121 is joined at the base of the rod 120 at a welded zone commonly called "clad" 125. The foot is in the shape of a candelabrum turned, each branch 123 of the candelabrum being associated with a log 122. In the case Particularly in this example, the foot 121 of the anode rod is a hexapod: it comprises 6 logs 122. The mechanical and electrical connection between the carbon body and each log is provided by a cast iron timpani 130.
  • the anode rod 110 is introduced in the vertical position in the disassembly machine, via an air conveyor, not shown.
  • the anode rod foot 121 is inserted between an abutment device 200 and an etching device 300.
  • the driving device 300 is driven by a set of cylinders 340 acting vertically.
  • the cylinders are offset and act on a thick double beam 310 which is actuated by the two cylinders 340 which act at each end of the double beam thus providing a free space and without obstacle under said beam , able to collect the waste that was detached from the anode rod and fell.
  • the driver has punches 320 which are substantially in alignment with each log 122.
  • the punches 320 have a shallow truncated cone shape with a rounded end 321 which has a smaller diameter of attack than logs 122.
  • the abutment device 200 is a set of six individualized units arranged substantially symmetrically with respect to the axis 100 of the anode rod. Three units are represented here. Each of them is in the form of a clamp 210 whose jaws 220 pivot about a vertical axis and have walls vis-à-vis with complementary fingerprints 230 , the meeting, when said clamp is in the closed position, constitutes a notch which has an axis aligned with that of the log 122 and which almost completely surrounds said log without touching it so that said log can move freely in the vertical direction.
  • This new machine is fed with anode rods 110 to be dislodged via the main overhead conveyor (not shown). There is no need for auxiliary equipment (s).
  • Two pneumatic positioning tongs 400 position an anode rod 110 vertically on its working axis when it has been introduced into the machine by the overhead conveyor.
  • Six independent clamps 210 are arranged respecting the symmetries of the hexapod. Three clamps on the same side of a plane of symmetry are illustrated in Figures 3 and 4 ( 210.1, 210.2, 210.3 ).
  • the six clamps are actuated by six hydraulic cylinders. They are mounted floating relative to the fixed frame of the machine in order to accept the geometric defects of positioning the logs together. These clamps are self-locked in the closed position.
  • stops installed on the same horizontal plane integral with the frame of the machine, not shown, ensure the vertical locking of the clamps 210 during the disassembly operation. These stops are constituted by notched tubes allowing the passage of the log support beams during the rise of the rod during the disassembly phase.
  • a double beam 310, movable, guided and equipped with 6 punches 320, whose vertices are inscribed on the same horizontal plane, located vertically above the 6 logs 122 moves vertically by means of 2 hydraulic cylinders 340 installed on each side. other of the machine, and provides the disassembly operation proper.
  • the hydraulic servocontrol of these 2 cylinders is ensured by rotary encoders which guarantee an almost horizontal displacement of the movable beam, whatever the forces undergone by each one of them. In this way, the punches reach the lower ends of the logs at about the same time.
  • the timbales are attacked two by two, symmetrically with respect to the axis of the anode rod 110.
  • the drive device is provided with guiding shoes 350 which bear slidingly on vertical walls integral with the frame of the machine, not shown in the figures.

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Abstract

Procédé permettant d'enlever en seule étape les timbales accrochées aux rondins d'un pied de tige d'anode, comprenant les étapes : a) mise en place dudit pied de tige d'anode entre un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif de butée entourant, au moins partiellement, chacun des rondins dudit pied de tige d'anode et présentant une surface de butée bloquant l'avance de la timbale correspondante; b) déplacement du dispositif d'attaque en direction du dispositif de butée jusqu'à ce que ledit pied d'anode arrive au contact dudit dispositif de butée; c) poursuite du déplacement du dispositif d'attaque de sorte que chaque timbale, bloquée par la surface de butée associée, soit détachée du rondin correspondant; d) arrêt et retrait du dispositif d'attaque; Dans ce procédé, on utilise un dispositif de butée comprenant au moins deux surfaces de butée situées à une distance axiale l'une de l'autre telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins avant que les autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée. Elle concerne plus particulièrement un procédé permettant d'enlever les douilles métalliques accrochées aux pieds des tiges des anodes en vue de réutiliser lesdites tiges après nettoyage et de recycler le matériau des douilles enlevées.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée, c'est-à-dire par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, selon le procédé Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves d'électrolyse qui comprennent un caisson en acier revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants et un ensemble cathodique situé au fond de la cuve. Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont fixées à une superstructure pourvue de moyens qui permettent de les déplacer verticalement, lesdites anodes étant consommées progressivement au cours du processus d'électrolyse. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le bain d'électrolyte est appelé cellule d'électrolyse.
  • Les anodes comprennent une tige en métal conducteur, associée à un dispositif d'accrochage sur ladite superstructure et à un dispositif de connexion électrique, et un bloc en matériau carboné qui constitue le corps de l'anode et qui est introduit à l'intérieur du bain d'électrolyte. La liaison entre la tige d'anode et le corps en matériau carboné se fait par l'intermédiaire d'un pied, typiquement en acier, solidaire de la base de la tige et qui a en général une forme de candélabre retourné, chaque branche du candélabre étant associée à une extrémité cylindrique dont l'axe est parallèle à la tige et que l'on appelle "rondin". En général, ces rondins sont introduits à l'intérieur d'évidements réalisés sur la face supérieure du bloc en matériau carboné et les interstices existant entre les rondins et les alésages sont comblés en coulant un métal en fusion, typiquement de la fonte. Les douilles métalliques ainsi réalisées - appelées également « timbales » - permettent d'assurer un bon accrochage mécanique et une bonne liaison électrique entre la tige et le bloc en matériau carboné.
  • En fonctionnement, une usine d'électrolyse nécessite le remplacement régulier des anodes qui sont consommées tout au long de la production d'aluminium. La régénération d'une anode usée est une opération économique impérative qui consiste à enlever le bain d'électrolyte refroidi resté collé sur le mégot d'anode (bloc de carbone résiduel), à enlever ensuite le mégot et les timbales pour les recycler, et enfin à nettoyer, et redresser si nécessaire, l'ensemble constitué par la tige et le pied d'anode en vue de l'associer à un nouveau bloc en matériau carboné et obtenir ainsi une nouvelle anode. D'autre part, certaines anodes nouvelles (typiquement 1 à 2 % d'entre elles) peuvent présenter des défauts, par exemple un bloc de carbone fissuré, tels qu'elles doivent être mises de côté pour être directement retournées et recyclées avec les anodes usées, sans avoir été introduites dans les cellules d'électrolyse.
  • Les restes d'anode et les timbales étaient jusqu'à présent enlevés à l'aide de dévêtisseurs, l'anode étant maintenue en position verticale. Les pieds d'anode étaient plus ou moins directement soumis aux efforts du dévêtisseur et leur durée de vie était très courte.
  • Les dévêtisseurs sont en général spécialisés : ceux destinés à enlever les blocs résiduels sont appelés « dégrafeuses » et ceux destinés à enlever les timbales sont appelés "défonteuses". Certains dispositifs, appelés « dégrafonteuses », permettent en un seul mouvement de réaliser le dégrafage puis le défontage.
  • En pratique, en raison des efforts engendrés, les défonteuses réalisent l'enlèvement d'une seule timbale à la fois. Par exemple, la demande de brevet allemand DE 44 10 599 décrit un dispositif permettant de réaliser le dégrafage et le défontage autour de chaque rondin d'un pied d'anode: une pince se referme pour entourer partiellement ledit rondin, sans le toucher, sa face inférieure servant de butée axiale s'opposant au mouvement de la timbale entraînée, via le rondin, par un poinçon. Le dispositif de butée et le poinçon sont mobiles par rapport au rondin et peuvent se déplacer l'un vers l'autre au moyen d'un actionneur. Grâce à un évidement qui est ménagé dans le dispositif de butée et qui entoure le rondin avec un diamètre supérieur à celui de la timbale, le poinçon fragmente d'abord le mégot, évacue les fragments de mégot puis déforme et détache les timbales. Un tel dispositif de défontage, associé ou non à un dispositif de dégrafage, présente l'avantage de ne solliciter la tige d'anode que localement, les efforts de dévêtissage étant repris directement par la partie supérieure de la pince qui fait office de contre-appui. Par contre, ce dispositif, particulièrement encombrant, ne peut travailler que sur un seul rondin, ce qui présente l'inconvénient de nécessiter un temps important pour dévêtir complètement une tige d'anode.
  • Plusieurs documents de l'art antérieur décrivent des machines moins encombrantes travaillant simultanément sur plusieurs rondins.
  • La demande de brevet français FR 2 718 989 , ainsi que le brevet US 5 733 423 , proposent une défonteuse munie d'une pluralité de dispositifs d'entraînement en torsion agissant simultanément sur chaque timbale. Dans cette solution, le remplacement des poinçons à déplacement axial par des dispositifs d'entraînement par torsion impose de séparer le dégrafage du défontage, c'est-à-dire d'utiliser spécifiquement une machine spécialisée dans le dégrafage puis une machine spécialisée dans le défontage. D'autre part, le risque d'endommagement des pieds d'anodes ne disparaît pas, même s'il change de nature : le couple de torsion est transmis dans une zone fragile du rondin, où ce dernier est soudé à la branche transversale.
  • Le brevet US 5 956 842 décrit une dégrafonteuse avec poinçons à déplacement vertical associés à des butées axiales. Ce sont des poinçons élancés placés sous les rondins et dans leur alignement, de diamètre inférieur à celui des rondins et agissant vers le haut. Lors de la montée des poinçons, ces derniers rencontrent d'abord le mégot puis, après dégrafage, la face inférieure des rondins de sorte que, la face supérieure des timbales étant bloquée par une paroi de butée, les timbales se déforment et se détachent des rondins, tout en restant piégées par les poinçons élancés. La paroi de butée est constituée par la face inférieure de pinces qui se referment individuellement , autour de chaque rondin sans le toucher. L'inconvénient associé à cette solution réside dans l'importance de l'effort à fournir pour réaliser le défontage simultané de l'ensemble des rondins. D'autre part, les pinces prenant elles-mêmes appui sur une plaque commune, la reprise des efforts de dévêtissage n'est pas vraiment individualisée de sorte que le pied d'anode reste sensible au déséquilibre des contraintes qui résulte de la géométrie imparfaitement symétrique du pied d'anode.
  • De même, la dégrafonteuse proposée par la demanderesse dans la demande de brevet français FR 2 894 988 , présente des mâchoires qui se referment individuellement autour de chaque rondin de sorte qu'une paroi de butée s'oppose au mouvement de montée des timbales entraînées par les poinçons par l'intermédiaire des rondins. La reprise individuelle des efforts de dévêtissage permet de ménager les pieds d'anode mais il faut ici aussi fournir un effort important pour réaliser le défontage simultané de l'ensemble des rondins.
  • La demande internationale WO01/57291 traite du problème bien connu de la géométrie imparfaite des tiges d'anodes fréquemment utilisées et recyclées dans un atelier d'électrolyse : leurs bras transversaux sont plus ou moins inclinés et les rondins sont plus ou moins usés, de sorte que les extrémités de rondins et les timbales associées ne se trouvent pas tous au même niveau par rapport à l'avancée des poinçons. Selon l'auteur de WO01/57921 , le déséquilibre des efforts dû aux géométries courantes imparfaites des pieds d'anodes est tel qu'il est nécessaire de contrôler individuellement le déplacement des poinçons et leur mise en contact avec l'extrémité des rondins : de la sorte, on maîtrise le moment où chaque poinçon arrive au contact du rondin auquel il est associé et l'on peut ainsi déclencher de façon synchronisée le dévêtissage des rondins. Ce dispositif impose donc la mise en place d'un ensemble important d'actionneurs individuels de poinçons et d'un système électronique complexe de contrôle de ces actionneurs. De plus, il faut toujours fournir un effort important pour réaliser le défontage simultané de l'ensemble des rondins.
  • L'invention a pour but de définir un procédé de défontage des anodes usées (ou neuves rebutées) qui ne présente pas les inconvénients présentés ci-dessus, en particulier qui permet de réaliser le défontage de l'ensemble des rondins d'un pied d'anode en une étape et avec une seule machine, sans nécessiter l'emploi d'efforts considérables, sans nécessiter l'introduction d'un système de contrôle électronique complexe, tout en visant un risque d'endommagement du pied d'anode aussi faible que possible.
  • Avantageusement, la machine utilisée pour mettre en oeuvre ce procédé pourrait également être utilisée pour mettre en oeuvre le dégrafage. De plus, dans ce derniers cas, les restes de blocs anodiques et les timbales pourraient avantageusement être triés au sortir de cette même machine, comme dans FR 2 894 988 , pour être recyclés directement vers les ateliers de fabrication des anodes.
    • DESCRIPTION DE L'INVENTION
  • Un premier objet selon l'invention est un procédé permettant d'enlever en une seule étape les n timbales accrochées aux n rondins d'un pied de tige d'anode, n étant un entier supérieur ou égal à 3, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:
    1. a) mise en place dudit pied de tige d'anode entre un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée entourant, au moins partiellement, chacun des n rondins dudit pied de tige d'anode et présentant une surface de butée bloquant l'avance de la timbale correspondante;
    2. b) déplacement du dispositif d'attaque en direction du dispositif de butée de sorte que ledit dispositif d'attaque arrive en contact avec le pied d'anone et entraîne celui-ci jusqu'à ce que ledit pied d'anode arrive au contacts dudit dispositif de butée;
    3. c) poursuite du déplacement du dispositif d'attaque de sorte que chaque timbale, bloquée par la surface de butée associée, soit détachée du rondin correspondant;
    4. d) arrêt et retrait du dispositif d'attaque; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de butée comprenant au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient fixées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.
  • Le dispositif d'attaque peut être déplacé à l'aide d'au moins un actionneur, typiquement un vérin hydraulique. Le déplacement peut être une simple translation ou, comme dans DE 44 10 599 , une rotation autour d'un axe horizontal. En fait, le déplacement peut s'effectuer suivant une direction quelconque substantiellement constante, globalement définie par le couple formé par la position relative du dispositif d'attaque par rapport au dispositif de butée, l'attaque devant être effectuée de façon substantiellement frontale. Par la suite, les déplacements effectués dans cette direction seront nommés "axiaux". Dans la pratique, on choisit la direction verticale, ce qui permet d'éviter l'installation d'un dispositif supplémentaire de manutention des anodes. En effet, l'anode usée est transportée en général à l'aide d'un convoyeur aérien, à la verticale, c'est-à-dire accrochée au convoyeur par l'extrémité supérieure de sa tige. Une fois placée dans la machine, sa tige est maintenue par des moyens de maintien, typiquement des pinces de centrage, qui autorisent un déplacement axial de la tige, le pied de tige devant avoir la possibilité de se déplacer dans cette direction lorsqu'il est atteint par le dispositif d'attaque. De façon à permettre ledit déplacement axial, les moyens de maintien sont avantageusement munies, au contact avec la tige, de patins à faible coefficient de frottement
  • Selon l'invention, le dispositif d'attaque comprend une pluralité de n poinçons qui se déplacent le long des axes des n rondins. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ils avancent simultanément, typiquement montés sur une poutre transversale ou plusieurs poutres transversales solidaires, mue(s) par un ou plusieurs actionneurs, par exemple des vérins hydrauliques.
  • Le dispositif de butée entoure, au moins partiellement, chacun des n rondins dudit pied de tige d'anode : typiquement, ce dispositif de butée se présente sous la forme d'une pièce ou d'un ensemble de plusieurs pièces prenant appui, directement ou indirectement, sur un ou plusieurs éléments fixés au bâti de la machine et présentant, au niveau de chaque rondin, une échancrure entourant le rondin qui permet à ce dernier de se déplacer axialement en le traversant et une face de butée s'opposant à l'avance axiale de la timbale associée au rondin correspondant. Typiquement, l'échancrure se présente sous la forme d'un alésage ou d'une portion d'alésage qui entoure au moins partiellement le rondin, par exemple avec un diamètre supérieur - @ d'au moins 1 mm - au diamètre externe des timbales. En particulier lorsque les rondins ont un faible élancement, une cavité latérale, correspondant au passage du bras transversal du pied de tige supportant ledit rondin, peut être raccordée à cet alésage pour compléter ladite échancrure. Ledit alésage est surmonté, dans sa partie supérieure, d'un épaulement ou d'une saillie interne, de hauteur radiale typiquement égale à l'épaisseur de la timbale, et dont la face inférieure fait office de surface de butée s'opposant à l'avance de la timbale.
  • Le dispositif de butée comprend selon l'invention au moins deux surfaces de butée situées à un niveau différent par rapport à l'avance du dispositif d'attaque, de sorte que certaines timbales soient bloquées au cours de l'avance du poinçon et soient ainsi désolidarisées de leurs rondins alors que d'autres timbales, non immobilisées, restent fixées sur leurs rondins respectifs. Ceci permet de diminuer l'effort de dévêtissement. Pour éviter un déséquilibre des contraintes préjudiciable à la bonne tenue du pied de tige, il est avantageux d'associer les surfaces de butée de même niveau aux timbales de rondins disposés de façon symétrique par rapport à l'axe de la tige. Avant de développer ce point, il est utile de décrire les configurations habituelles prise par les rondins des pieds des tiges d'anode.
  • Comme on vise une densité de courant la plus homogène possible à l'intérieur du bloc anodique, les rondins sont disposés soit en ligne, dans la direction du grand côté du bloc anodique, pour les anodes les plus étroites, soit de façon symétrique par rapport au plan médian du bloc anodique, parallèle au grand côté. Si les rondins sont en ligne, n peut être impair et si n est impair (n=2p +1), le pied d'anode comporte un rondin axial situé dans l'axe de la tige. Mais dans tous les autres cas, les rondins sont en nombre pair et disposés symétriquement par rapport à l'axe de la tige. Le pied comporte alors p paires de rondins associés dits « périphériques », en ce sens qu'aucun d'entre eux ne passe pas par l'axe de la tige même si certains d'entre eux sont proches de celui-ci. Donc, que n soit pair (n=2p) ou impair (n=2p+1), le pied d'anode comporte en général p paires de rondins périphériques associés, symétriques par rapport à l'axe de la tige, et éventuellement un rondin axial.
  • De préférence donc, le dispositif de butée comprend au moins une première surface de butée destinée à bloquer l'avance des timbales fixées sur deux rondins périphériques associés, symétriques par rapport à l'axe de la tige et une deuxième surface de butée, décalée axialement par rapport à la première surface de butée, destinée à bloquer soit une deuxième paire de timbales fixées sur d'autres rondins périphériques associés soit, si celui-là existe, la timbale fixée sur le rondin axial.
  • Avantageusement, à chaque paire de rondins périphériques associés correspond un niveau de butée spécifique, décalé axialement de celui des autres paires de rondins périphériques et, s'il existe, de celui du rondin axial.
  • La désolidarisation des timbales et des rondins résulte de l'immobilisation de la timbale alors que le poinçon poursuit son avancée. Un effort axial est engendré dans la timbale en réaction à l'effort transmis par le dispositif d'attaque via le poinçon et le rondin. Il se crée dans l'épaisseur de la timbale, avec probablement une intensité maximale au voisinage de cette surface de contact, une contrainte de scission qui, au fur et à mesure que le poinçon avance, augmente jusqu'à atteindre une valeur critique, à partir de laquelle la timbale se déforme et se détache de la surface externe du rondin.
  • Le décalage axial est tel que, au cours du déplacement du dispositif d'attaque, les « premières trimbales bloquées par une première surface de butée aient le temps d'être désolidarisées des rondins auxquels elles étaient fixées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par une deuxième surface de butée. Il est par contre possible que les « premières » timbales ne soient pas encore éclatées et éjectées de la tige d'anode avant que d'autres timbales soient bloquées par une deuxième surface de butée.
  • La valeur de ce décalage dépend des géométries mises en jeu, en particulier de celle du pied de tige, des rondins et de la surface de contact entre les timbales et les rondins. Pour des hexapodes ayant des rondins de diamètre 180 mm, des bras transversaux ayant une longueur typiquement voisine de 500 mm (distance entre rondins associés de l'ordre de 1000 mm) et une section typiquement voisine de 1170 mm2, et avec des timbales accrochées aux rondins sur une hauteur de 130 mm, le décalage axial entre deux surfaces de butée doit être au moins égal à une valeur qui est de l'ordre de 20 mm. Pour tenir compte des différentes géométries possibles, le décalage axial est avantageusement compris entre 5 et 50 mm, de préférence entre 10 et 30 mm.
  • Pour diminuer les risques d'endommagement du pied d'anode lié au déséquilibre des contraintes résultant de la géométrie imparfaite dudit pied d'anode, en particulier résultant de la hauteur non rigoureusement égale des rondins associés, il est avantageux d'employer comme dispositif de butée un ensemble d'unités de butée individuelles, chaque unité de butée individuelle étant associée à un seul rondin. De préférence, chaque unité de butée individuelle comprend une paroi de butée fixe solidaire du bâti de la machine, ladite paroi de butée s'opposant à l'avance axiale de la timbale associée au rondin correspondant, et un dispositif monté flottant par rapport au bâti de la machine, ledit dispositif monté flottant se mettant en place sur la timbale lorsque celle-ci arrive en contact avec lui de telle sorte que la surface de contact avec l'extrémité supérieure de la timbale soit la plus grande possible, ladite mise en place étant réalisée, c'est-à-dire achevée ou substantiellement avancée, avant que, entraîné par la timbale, ledit dispositif monté flottant n'arrive lui-même en appui contre ladite paroi de butée solidaire du bâti de la machine. Un tel dispositif monté flottant constitue une pièce intermédiaire qui permet au dispositif de butée de mieux supporter mécaniquement les à-coups dus aux écarts de géométrie, en particulier des timbales.
  • Plusieurs variantes d'unités de butée ont été envisagées, en particulier des ensembles de pinces et des ensembles de manchons.
  • Les unités de butée peuvent comprendre des pinces dont la face inférieure constitue, une fois que la pince est refermée autour d'un rondin, une surface de butée s'opposant au déplacement de la timbale correspondante ; plusieurs modes de réalisation sont possibles :
    1. a) Les pinces prennent appui par une de leur face sur un ou plusieurs éléments solidaires du bâti, situés au même niveau par rapport à l'avance du dispositif d'attaque, et elles ont des épaisseurs différentes, de sorte qu'elles présentent leur autre face comme surface de butée avec un niveau différent.
    2. b) Les pinces ont la même épaisseur mais prennent appui à des niveaux différents sur des éléments solidaires du bâti ;
    3. c) Pour éviter que certaines pinces ne soient trop épaisses, on combine les deux solutions précédentes : les pinces prennent appui sur un ou plusieurs éléments solidaires du bâti, situés au à des niveaux par rapport à l'avance du dispositif d'attaque, et elles ont des épaisseurs différentes, les différences de niveau des éléments solidaires du bâti et les épaisseurs des pinces étaient définies de telle sorte que les pinces présentent leur autre face comme surface de butée avec un niveau différent.
  • Comme indiqué plus haut, ces pinces sont avantageusement montées flottantes par rapport au bâti de la machine.
  • Les unités de butée peuvent comprendre comme dans FR 2 894 988 , des ensembles de mâchoires, typiquement des couples de mâchoires, qui pivotent autour d'axes horizontaux et qui, une fois rapprochées, forment une sorte de manchon qui entoure le rondin et dont l'extrémité inférieure est munie d'une surface de butée s'opposant au déplacement des timbales. Les modes de réalisations possibles sont identiques aux modes a), b) et c) décrits plus haut pour les pinces, l'épaisseur des pinces étant remplacée ici par la hauteur des manchons.
  • Le dispositif d'attaque comprend n poinçons qui se déplacent le long des axes des n rondins. Avantageusement, ils sont montés sur une poutre transversale, commune (cas de rondins alignés) ou sur plusieurs poutres transversale disposées symétriquement (cas de rondins disposés symétriquement) par rapport au plan médian parallèle au grand côté du bloc anodique. Cette poutre ou ces poutres, solidaires entre elles, est (sont) mue(s) par un ou plusieurs actionneurs, par exemple des vérins hydrauliques. De la sorte, les poinçons atteignent les extrémités basses des rondins à peu près simultanément. Les timbales sont attaquées deux par deux symétriquement par rapport à l'axe de la tige d'anode. Si une timbale « lâche » un peu avant l'autre timbale symétrique qui lui est associée, il peut s'en suivre un brusque et fort déséquilibre sur le dispositif d'attaque. Pour éviter cela, on munit avantageusement ce dernier de patins de guidage qui viennent en appui glissant sur des parois verticales solidaires du bâti de la machine, prévues pour faire office de contre-appui et de parois de guidage au mouvement vertical dudit dispositif d'attaque.
  • Un autre objet de l'invention est une machine de défontage permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, apte à dévêtir les rondins autant des anodes usées que des anodes neuves rebutées, comprenant un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée entourant, au moins partiellement, chaque rondin du pied de la fige d'anode et comprenant au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient fixées avant que les autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.
  • Cette machine peut présenter les caractéristiques supplémentaires ou les variantes décrites ci-dessus pour illustrer le procédé.
  • Avantageusement, on peut utiliser le mouvement d'avancée du dispositif d'attaque pour également effectuer le dégrafage préalablement au défontage. Un autre objet de l'invention est donc un procédé permettant d'extraire le mégot d'anode et les timbales accrochés à une anode usée, comprenant les étapes suivantes :
    1. a) mise en place du mégot de l'anode usée entre un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée comprenant un dispositif de butée des mégots présentant une première butée, appelée « butée de mégot » bloquant l'avance du mégot, ledit dispositif de butée comprenant également un dispositif de butée des timbales entourant, au moins partiellement, chaque rondin et présentant une deuxième butée, appelée « butée de timbale », qui bloque l'avance des dites timbales;
    2. b) déplacement de l'anode usée jusqu'à ce que le mégot soit bloqué par la première butée;
    3. c) déplacement du dispositif d'attaque en direction du dispositif de butée de sorte qu'il arrive en contact avec ledit mégot d'anode et impose sur ledit mégot des efforts tels que ce dernier se fragmente et que les fragments se détachent du mégot;
    4. d) évacuation des fragments de mégot;
    5. e) poursuite du déplacement du dispositif d'attaque de sorte que les timbales sont bloquées par la deuxième butée et sont détachées des rondins;
    6. f) arrêt et retrait du dispositif d'attaque; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de butée des timbales comprenant au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient fixées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.
  • Avantageusement, de façon à pouvoir trier d'emblée les déchets de différentes natures (fragments carbonés et déchets de fonte), on impose, comme dans FR 2 894 988 , une distance axiale entre ladite première butée, ou « butée de mégot » et ladite deuxième butée, ou « butée de timbale » qui doit être supérieure ou substantiellement égale à la hauteur desdites timbales. Comme les surfaces de butée des timbales ne sont pas toutes au même niveau, c'est la distance axiale entre la surface de butée de timbale la plus proche de la surface de butée de mégot et la surface de butée de mégot, autrement dit la distance axiale minimale entre les surfaces de butée de timbale et la surface de butée de mégot, qui doit être supérieure à une valeur, correspondant substantiellement à la hauteur des timbales, c'est-à-dire typiquement supérieure à la moitié de la hauteur desdites timbales et de préférence au moins égale à ladite hauteur.
  • Un autre objet de l'invention est une machine de dégrafontage permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, pour extraire le mégot d'anode et les timbales accrochés à une anode usée ou une anode neuve rebutée, comprenant un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée comprenant un dispositif de butée des mégots présentant une première butée, appelée « butée de mégot » bloquant l'avance du mégot, ledit dispositif de butée comprenant également un dispositif de butée des timbales entourant, au moins partiellement chaque rondin et présentant une deuxième butée, appelée « butée de trimbale », qui bloque l'avance des dites timbales, caractérisé en ce que le dispositif de butée des timbales comprend au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient fixées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.
  • Cette machine peut présenter les caractéristiques supplémentaires ou les variantes décrites ci-dessus pour illustrer le procédé.
    • FIGURES
  • La figure 1 représente schématiquement, en perspective, une machine de dégrafage et de défontage mettant en oeuvre le procédé de défontage selon l'invention, associé ou non à un dégrafage. Telle qu'illustrée, cette machine est démunie d'une partie de ses éléments pour visualiser la tige d'anode à dévêtir et le dispositif d'attaque.
  • La figure 2 complète l'illustration de la figure 1 et détaille schématiquement, en perspective de plongée, certains éléments de la machine, incluant notamment le dispositif de butée.
  • La figure 3 complète les illustrations des figures précédentes en montrant, en vue de face, une moitié des rondins encore revêtus des timbales, la partie du dispositif de butée et la partie du dispositif d'attaque associées à ces rondins.
  • Les figures 4a), 4b) et 4c) illustrent schématiquement, en vue de face comme dans la figure 3 et en vue de dessus, trois étapes successives du défontage tel qu'il peut être mis en oeuvre à l'aide de la machine illustrée dans les figures précédentes.
    • Exemple (Figures 1 à 4)
  • Le procédé selon l'invention est décrit ici en s'appuyant sur une machine particulière, illustrée figures 1 à 4, utilisée pour le mettre en oeuvre.
  • Sur la figure 1, on peut voir une tige d'anode 110 après dégrafage. C'est une armature métallique composée d'une tige 120 en métal conducteur, allongée suivant un axe 100, et d'un pied 121 en acier. Le pied 121 est réuni à la base de la tige 120 au niveau d'une zone soudée appelée communément « clad » 125. Le pied est en forme de candélabre retourné, chaque branche 123 du candélabre étant associée à un rondin 122. Dans le cas particulier de cet exemple, le pied 121 de la tige d'anode est un hexapode : il comprend 6 rondins 122. La liaison mécanique et électrique entre le corps carboné et chaque rondin est assurée par une timbale en fonte 130.
  • La tige d'anode 110 est introduite en position verticale dans la machine de défontage, via un convoyeur aérien, non représenté. Le pied de tige d'anode 121 est introduit entre un dispositif de butée 200 et un dispositif d'attaque 300. Le dispositif d'attaque 300 est animé par un ensemble de vérins 340 agissant verticalement. Pour éviter d'encombrer la table de réception, les vérins sont décalés et agissent sur une épaisse poutre double 310 qui est actionnée par les deux vérins 340 qui agissent à chaque extrémité de la poutre double ménageant ainsi un espace libre et sans obstacle sous ladite poutre, apte à recueillir les déchets qui ont été détachés de la tige d'anode et sont tombés.
  • Le dispositif d'attaque possède des poinçons 320 qui se présentent substantiellement dans l'alignement de chaque rondin 122. Les poinçons 320 ont une forme de tronc de cône peu élancé, avec une extrémité arrondie 321 qui a un diamètre d'attaque inférieur à celui des rondins 122.
  • Le dispositif de butée 200 est un ensemble de six unités individualisées disposées de façon substantiellement symétrique par rapport à l'axe 100 de la tige d'anode. Trois unités sont ici représentées. Chacune d'entre elles se présente sous la forme d'une pince 210 dont les mâchoires 220 pivotent autour d'un axe vertical et possèdent des parois en vis-à-vis munies d'empreintes 230 complémentaires, dont la réunion, lorsque ladite pince est en position fermée, constitue une échancrure qui a un axe aligné avec celui du rondin 122 et qui entoure presque complètement ledit rondin sans le toucher de sorte que ledit rondin peut se déplacer librement suivant la direction verticale.
  • Cette nouvelle machine est alimentée en tiges d'anode 110 à défonter via le convoyeur aérien principal (non représenté). Il n'y a pas besoin d'équipement(s) auxiliaire(s) d'alimentation. Deux pinces de positionnement 400, pneumatiques, positionnent une tige d'anode 110 verticalement sur son axe de travail lorsque celle-ci a été introduite dans la machine par le convoyeur aérien.
  • Six pinces indépendantes 210 sont disposées en respectant les symétries de l'hexapode. Trois pinces situées du même côté d'un plan de symétrie sont illustrées en figures 3 et 4 (210.1, 210.2, 210.3). Les six pinces sont actionnées par six vérins hydrauliques. Elles sont montées flottantes par rapport au bâti fixe de la machine afin d'accepter les défauts géométriques de positionnement des rondins entre eux. Ces pinces sont auto-verrouillées en position fermée.
  • Il y a trois couples de pinces symétriques par rapport à l'axe 100 de la tige d'anode , chaque couple de pinces ayant des épaisseurs différentes:
    • Les 2 pinces 210.2 sont les plus épaisses ; elles sont destinées au dévêtissage des rondins centraux 130.2: leurs faces inférieures font office de surfaces de butée 211.2, s'opposant à l'avance des timbales 130.2.
    • Les 2 pinces 210.3 ont une épaisseur intermédiaire et sont destinées au dévêtissage des deux rondins externes 130.3 situés sur une diagonale de l'hexapode; leurs faces inférieures font office de surfaces de butée 211.3 , s'opposant à l'avance des timbales 130.3.
    • Les 2 pinces 210.1 sont les moins épaisses sont destinées au dévêtissage des deux derniers rondins 130.1 situés sur l'autre diagonale ; leurs faces inférieures font office de surfaces de butée 211.1, s'opposant à l'avance des timbales 130.1.
  • Six butées fixes, installées sur un même plan horizontal solidaire du bâti de la machine, non représentées, assurent le blocage vertical des pinces 210 lors de l'opération de défontage. Ces butées sont constituées par des tubes échancrés permettant le passage des traverses support de rondin lors de la montée de la tige pendant la phase de défontage.
  • Une poutre double 310, mobile, guidée et équipée de 6 poinçons 320, dont les sommets s'inscrivent sur un même plan horizontal, situés à l'aplomb des 6 rondins 122 se déplace verticalement au moyen de 2 vérins hydrauliques 340 installés de part et d'autre de la machine, et assure l'opération de défontage proprement dite. L'asservissement hydraulique de ces 2 vérins est assuré par des codeurs rotatifs qui garantissent un déplacement quasiment horizontal de la poutre mobile, quels que soient les efforts subits par chacun d'eux. De la sorte, les poinçons atteignent les extrémités basses des rondins à peu près simultanément. Les timbales sont attaquées deux par deux, symétriquement par rapport à l'axe de la tige d'anode 110. Si une timbale « lâche » un peu avant l'autre timbale symétrique qui lui est associée, il peut s'en suivre un brusque et fort déséquilibre sur le dispositif d'attaque. Pour éviter cela, on munit le dispositif d'attaque de patins de guidage 350 qui viennent en appui glissant sur des parois verticales solidaires du bâti de la machine, non illustrées dans les figures.
  • L'opération de « défontage », s'effectue dans l'ordre suivant :
    • Introduction de la tige d'anode 110 à dévêtir au sein de la machine, via le convoyeur aérien.
    • Fermeture de la pince pneumatique 400 de centrage de tige permettant le positionnement de celle-ci sur son axe de travail.
    • Montée de la poutre double 310 mobile et mise en contact des 6 poinçons 320 sur les faces inférieures des 6 rondins 122, ce qui a pour effet :
      • o de soulever la tige et de libérer les chaînes de suspension donc d'éviter de générer des efforts parasites destructeurs au niveau du convoyeur aérien,
      • o d'introduire les traverses qui servent de support aux rondins à l'intérieur des butées tubulaires échancrées,
    • Lorsque la poutre double 310 mobile atteint une position prédéfinie, les 6 pinces hydrauliques 210 se referment sur les 6 rondins 122 dans la zone située entre le dessus des timbales et le dessous des traverses.
    • Les pinces de centrage 400 de tige sont alors ouvertes afin d'éviter des contraintes parasites qui pourraient être induites dans le clad 125 lors des opérations successives de défontage.
    • La poursuite de la montée verticale de la poutre double mobile a pour effet dans un premier temps de mettre en contact la face inférieure des 2 pinces centrales 210.2 sur la paroi annulaire supérieure des 2 premières timbales 130.2. La face supérieure des pinces étant en contact sur les 2 butées fixes de la machine, ces 2 timbales sont immobilisées tandis que les 2 poinçons 320.2 poursuivent leur montée, ce qui a pour effet de désolidariser les timbales 130.2 des rondins 122.2 (Figure 4a)).
    • Dans un deuxième temps (Figure 4b)), c'est-à-dire après que les 2 premières timbales aient été désolidarisées de leurs rondins respectifs, les 2 pinces externes 210.3 situées sur une diagonale de l'hexapode viennent à leur tour en contact sur la section annulaire des 2 timbales suivantes 130.3, et l'opération de défontage similaire à la précédente s'effectue.
    • Dans une dernière phase (Figure 4c)), c'est-à-dire après désolidarisation des 2 timbales précédentes, les 2 dernières pinces 210.1 situées sur l'autre diagonale de l'hexapode assurent de la même façon les défontages finaux, en désolidarisant les timbales 130.1 des rondins 122.1. Au cours de la montée des poinçons, et grâce au profil spécifique des ceux ci, les timbales éclatent en plusieurs morceaux qui tombent et sont collectés en partie basse par une trémie 500 qui alimente un convoyeur 600. Les déchets de fonte sont ici envoyés vers l'atelier de scellement, où de nouveaux blocs anodiques sont fixés à des tiges d'anodes recyclées.
    • Lorsque la poutre double mobile 310 atteint un niveau haut maxi prédéterminé, celle-ci entame son mouvement de retour en position basse. Lorsque la poutre atteint la position précédemment utilisée pour la fermeture des 6 pinces, ces dernières sont ré-ouvertes. Le mouvement se poursuit jusqu'à ce que la tige d'anode, débarrassée des timbales, soit suspendue de nouveau à ses chaînes.
    • La tige d'anode ainsi défontée est ensuite sortie de la machine, via le convoyeur aérien.

Claims (22)

  1. Procédé permettant d'enlever en une seule étape les n (n entier supérieur ou égal à 3) timbales (130) accrochées aux n rondins (122) d'un pied (121) de tige d'anode, comprenant au moins les étapes suivantes:
    a) mise en place dudit pied de tige d'anode entre un dispositif de butée (200) et un dispositif d'attaque (300), ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur (340) en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée entourant, au moins partiellement, chacun des n rondins dudit pied de tige d'anode et présentant une surface de butée (211.2) bloquant l'avance de la timbale correspondante(130.2);
    b) déplacement du dispositif d'attaque en direction du dispositif de butée de sorte que ledit dispositif d'attaque arrive en contact avec le pied d'anode et entraîne celui-ci jusqu'à ce que ledit pied d'anode arrive au contact dudit dispositif de butée;
    c) poursuite du déplacement du dispositif d'attaque de sorte que chaque timbale, bloquée par la surface de butée associée, soit détachée du rondin correspondant;
    d) arrêt et retrait du dispositif d'attaque;
    ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de butée comprenant au moins deux surfaces de butée (211.2, 211.3) séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales (130.2) bloquées par une première surface: de butée (211.2) soient désolidarisées des rondins (122.2) auquel elles étaient fixées avant que les autres timbales (130.1, 130.3) ne soient bloquées par l'autre surface de butée (211.1, 211.3).
  2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, ledit pied de tige présentant p paires de rondins périphériques associés (122.1,122.2, 122.3), symétriques par rapport à l'axe (100) de la tige, p étant un entier supérieur ou égal à 1, et présentant éventuellement un rondin axial, le dispositif de butée comprend au moins une première surface de butée (211.2) destinée à bloquer l'avance des timbales (130.2) fixées sur deux rondins périphériques associés, symétriques par rapport à l'axe (100) de la tige et une deuxième surface de butée (211.3, 211.1), décalée axialement par rapport à la première surface de butée, destinée à bloquer soit une deuxième paire de timbales (130.3, 130.1) fixées sur d'autres rondins périphériques associés soit, si celui-là existe, la timbale fixée sur le rondin axial.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, à chaque paire de rondins périphériques associés correspond un niveau de butée spécifique, décalé axialement de celui des autres paires de rondins périphériques et, s'il existe, de celui du rondin axial.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel ledit dispositif de butée (200) est un ensemble d'unités de butée individuelles associées chacune à un seul rondin.
  5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel ladite unité de butée individuelle comprend une paroi de butée fixe solidaire du bâti de la machine et un dispositif monté flottant par rapport au bâti de la machine, ledit dispositif monté flottant se mettant en place sur la timbale lorsque celle-ci arrive en contact avec lui de telle sorte que la surface de contact avec l'extrémité supérieure de la timbale soit la plus grande possible, ladite mise en place étant réalisée avant que, entraîné par la timbale, ledit dispositif monté flottant n'arrive lui-même en appui contre ladite paroi de butée solidaire du bâti de la machine.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ledit dispositif de butée (200) est un ensemble de pinces (210.1, 210.2, 210.3), dont la face inférieure constitue, une fois que la pince est refermée autour d'un rondin, une surface de butée s'opposant au déplacement de la timbale correspondante.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel les unités de butée sont des ensembles de mâchoires qui pivotent autour d'axes horizontaux et qui, une fois rapprochées, forment une sorte de manchon qui entoure le rondin et dont l'extrémité inférieure est munie d'une surface de butée s'opposant au déplacement des timbales.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel ledit dispositif d'attaque comprend n poinçons qui se déplacent le long des axes des n rondins et qui sont montés sur une poutre transversale commune ou sur plusieurs poutres transversales disposées symétriquement par rapport au plan médian parallèle au grand côté du bloc anodique.
  9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel ledit dispositif d'attaque est muni de patins de guidage qui viennent en appui glissant sur des parois verticales solidaires du bâti de la machine, prévues pour faire office de parois de guidage au mouvement dudit dispositif d'attaque.
  10. Machine de défontage, permettant dévêtir les rondins des anodes usées et des anodes neuves rebutées, comprenant un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée entourant, au moins partiellement, chaque rondin du pied de la tige d'anode et comprenant au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient associées avant que les autres timbales ne soient bloquées par une deuxième surface de butée.
  11. Machine selon la revendication 10 dans laquelle le dispositif de butée comprend au moins une première surface de butée (211.2) destinée à bloquer l'avance des timbales (130.2) fixées sur deux rondins périphériques associés, symétriques par rapport à l'axe (100) de la tige et une deuxième surface de butée (211.3, 211.1)), décalée axialement par rapport à la première surface de butée, destinée à bloquer soit une deuxième paire de timbales (130.3, 130.1) fixées sur d'autres rondins périphériques associés soit, si celui-là existe, la timbale fixée sur le rondin axial.
  12. Machine selon la revendication 10 ou 11 dans laquelle, à chaque paire de rondins périphériques associés correspond un niveau de butée spécifique, décalé axialement de celui des autres paires de rondins périphériques et, s'il existe, de celui du rondin axial.
  13. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 dans laquelle ledit dispositif de butée (200) est un ensemble d'unités de butée individuelles associées chacune à un seul rondin.
  14. Machine selon la revendication 13 dans laquelle ladite unité de butée individuelle comprend une paroi de butée fixe solidaire du bâti de la machine et un dispositif monté flottant par rapport au bâti de la machine, ledit dispositif monté flottant se mettant en place sur la timbale lorsque celle-ci arrive en contact avec lui de telle sorte que la surface de contact avec l'extrémité supérieure de la timbale soit la plus grande possible, ladite mise en place étant réalisée avant que, entraîné par la timbale, ledit dispositif monté flottant n'arrive lui-même en appui contre ladite paroi de butée solidaire du bâti de la machine..
  15. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 14 dans laquelle ledit dispositif de butée (200) est un ensemble de pinces (210.1, 210.2, 210.3), dont la face inférieure constitue, une fois que la pince est refermée autour d'un rondin, une surface de butée s'opposant au déplacement de la timbale correspondante.
  16. Machine selon la revendication 14 dans laquelle les unités de butée sont des ensembles de mâchoires qui pivotent autour d'axes horizontaux et qui, une fois rapprochées, forment une sorte de manchon qui entoure le rondin et dont l'extrémité inférieure est munie d'une surface de butée s'opposant au déplacement des timbales.
  17. Machine selon la revendication 15 dans laquelle lesdites pinces (210.1, 210.2, 210.3) prennent appui par une face sur un ou plusieurs éléments solidaires du bâti, situés au même niveau par rapport à l'avance du dispositif d'attaque, et ont des épaisseurs différentes, de sorte qu'elles présentent leur autre face comme surface de butée (211.1, 211.2, 211.3) décalée axialement par rapport aux faces correspondantes des autres pinces.
  18. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 17 caractérisée en ce que ledit dispositif d'attaque comprend n poinçons qui se déplacent le long des axes des n rondins et qui sont montés sur une poutre transversale commune ou sur plusieurs poutres transversales disposées symétriquement par rapport au plan médian parallèle au grand côté du bloc anodique.
  19. Machine selon la revendication 18 dans laquelle ledit dispositif d'attaque est muni de patins de guidage qui viennent en appui glissant sur des parois verticales solidaires du bâti de la machine, prévues pour faire office de parois de guidage au mouvement dudit dispositif d'attaque.
  20. Procédé permettant d'extraire le mégot d'anode et les timbales accrochés à une anode usée ou à une anode neuve rebutée, comprenant les étapes suivantes:
    a) mise en place du mégot de l'anode usée entre un dispositif de butée (200) et un dispositif d'attaque (300), ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur (340) en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée comprenant un dispositif de butée des mégots présentant une première butée, appelée « butée de mégot » bloquant l'avance du mégot, ledit dispositif de butée comprenant également un dispositif de butée des timbales entourant, au moins partiellement, chaque rondin et présentant une deuxième butée, appelée « butée de timbale », qui bloque l'avance des dites timbales;
    b) déplacement de l'anode usée jusqu'à ce que le mégot soit bloqué par la première butée;
    c) déplacement du dispositif d'attaque en direction du dispositif de butée de sorte qu'il arrive en contact avec ledit mégot d'anode et impose sur ledit mégot des efforts tels que ce dernier se fragmente et que les fragments se détachent du mégot;
    d) évacuation des fragments de mégot;
    e) poursuite du déplacement du dispositif d'attaque de sorte que les timbales sont bloquées par la deuxième butée et sont détachées des rondins;
    f) arrêt et retrait du dispositif d'attaque;
    ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de butée des timbales comprenant au moins deux surfaces dé butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient associées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par l'autre surface de butée.
  21. Procédé selon la revendication 20 dans lequel la distance axiale minimale entre les surfaces de butée de timbale et la surface de butée de mégot est supérieure à une valeur, correspondant substantiellement à la hauteur desdites timbales.
  22. Machine de dégrafontage permettant d'extraire le mégot d'anode et les timbales accrochés à une anode usée ou une anode neuve rebutée, comprenant un dispositif de butée et un dispositif d'attaque, ledit dispositif d'attaque pouvant être déplacé à l'aide d'un actionneur en direction dudit dispositif de butée, ledit dispositif de butée comprenant un dispositif de butée des mégots présentant une première butée, appelée « butée de mégot » bloquant l'avance du mégot, ledit dispositif de butée comprenant également un dispositif de butée des timbales entourant, au moins partiellement, chaque rondin et présentant une deuxième butée, appelée « butée de timbale », qui bloque l'avance des dites timbales, caractérisé en ce que le dispositif de butée des timbales comprend au moins deux surfaces de butée séparées l'une de l'autre par une distance axiale telle que que les timbales bloquées par une première surface de butée soient désolidarisées des rondins auxquels elles étaient associées avant que d'autres timbales ne soient bloquées par une deuxième surface de butée.
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