FR3102839A1

FR3102839A1 - Event pour four à anodes

Info

Publication number: FR3102839A1
Application number: FR1912285A
Authority: FR
Inventors: Julien MAUGAIN
Original assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2039-10-31
Also published as: FR3102839B1; AU2020256352A1; CA3096940A1

Abstract

Event pour four à anodes Évent pour un ouvreau d’un four à cuisson d’anodes, ayant : un châssis; au moins un volet déplaçable par rapport au châssis d’une position fermée dans laquelle la communication entre l’environnement et la cloison creuse est limitée à une position ouverte dans laquelle l’évent permet la communication entre la cloison creuse et l’environnement; et un mécanisme de sollicitation engagé à l’au moins un volet et exerçant une force de sollicitation sollicitant l’au moins un volet dans la position ouverte, la force de sollicitation étant inférieure à une force de pression résultante d’une différence entre une pression nominale de la cloison creuse et une pression de l’environnement, la force de sollicitation étant telle que l’au moins un volet se déplace de la position fermée vers la position ouverte par l’intermédiaire de la force de sollicitation lorsque la force de pression diminue sous un seuil déterminé.

Description

Event pour four à anodes

La présente divulgation concerne un four à cuisson dit « à feu tournant » (« ring furnace » en anglais) de blocs carbonés, tout particulièrement des anodes en carbone utilisées pour la production d’aluminium par électrolyse.

CONTEXTE DE LA TECHNIQUE

Les fours à anodes comportent une pluralité de chambres contenant des anodes. Un systèmes de préchauffage, de chauffage, et de refroidissement bouge par rapport aux chambres de sorte que chaque chambre passe successivement par un cycle de préchauffage, de chauffage, et de refroidissement. Chaque chambre comporte des ouvreaux permettant la communication fluidique entre l’intérieur de celle-ci et l’environnement extérieur.

Une partie des chambres se situe dans une zone de dépression alors que le reste des chambres est en surpression. Un système de ventilation fait circuler les gaz et est responsable du maintien de la dépression qui assure une circulation adéquate des gaz.

Cependant, dans certains cas, un arrêt du système de ventilation, et donc de la dépression, survient. Un ou des employés doivent alors rapidement ouvrir certains ouvreaux afin de permettre aux gaz générés par les anodes de s’échapper.

SOMMAIRE

Dans un aspect, il est présenté un évent pour un ouvreau d’un four à cuisson d’anodes permettant une communication entre une cloison creuse du four et un environnement externe à la cloison creuse, comprenant : un châssis; au moins un volet déplaçable par rapport au châssis d’une position fermée dans laquelle la communication entre l’environnement et la cloison creuse est limitée par ledit au moins un volet à une position ouverte dans laquelle l’évent permet la communication entre la cloison creuse et l’environnement; et un mécanisme de sollicitation engagé à l’au moins un volet et exerçant une force de sollicitation sollicitant l’au moins un volet dans la position ouverte, la force de sollicitation étant inférieure à une force de pression résultante d’une différence entre une pression nominale de la cloison creuse et une pression de l’environnement, la force de sollicitation étant telle que l’au moins un volet se déplace de la position fermée vers la position ouverte par l’intermédiaire de la force de sollicitation lorsque la force de pression diminue sous un seuil déterminé.

Dans un mode de réalisation, l’au moins un volet est monté sur le châssis de manière pivotable par rapport à au moins un axe de pivot, la force de sollicitation engendrant un moment de sollicitation autour de l’au moins un axe de pivot et la différence entre les pressions de la cloison creuse et de l’environnement engendrant un moment de pression autour de l’au moins un axe de pivot et en direction opposée au moment de sollicitation.

Dans un mode de réalisation, le mécanisme de sollicitation inclut au moins un contrepoids attaché à l’au moins un volet, l’au moins un contrepoids et l’au moins un volet étant disposé de part et d’autre d’au moins une charnière reliant l’au moins un volet au châssis.

Dans un mode de réalisation, l’au moins un contrepoids peut bouger dans une direction radiale par rapport à l’au moins un axe de pivot de manière à s’approcher ou s’éloigner de l’au moins une charnière afin de varier le moment de sollicitation.

Dans un mode de réalisation, un ressort est disposé autour de l’au moins un axe de pivot et est en engagement avec le châssis et avec l’au moins un volet pour créer le moment de sollicitation.

Dans un mode de réalisation, l’au moins un volet inclut deux volets chacun étant disposé d’un respectif de côtés opposés de l’ouvreau.

Dans un mode de réalisation, l’évent comprend en outre une couche de fibre réfractaire haute température attachée à un bord périphérique de l’au moins un volet et créant un engagement hermétique entre le châssis et l’au moins un volet lorsque l’évent est en position fermée.

Dans un mode de réalisation, le châssis est sécurisable sur le four de manière amovible.

Dans un mode de réalisation, l’évent comprend en outre au moins une poignée attachée sur le châssis afin de permettre la manipulation de l’évent.

Dans un mode de réalisation, le châssis défini une paroi latérale s’étendent de manière circonférentielle autour de l’ouvreau et s’étendant verticalement entre l’ouvreau et un bord supérieur de ladite paroi latérale, l’au moins un volet étant en butée contre le bord supérieur en position fermée.

Dans un autre aspect, il est présenté un four à cuisson d’anodes en carbone pour la production d’aluminium par électrolyse, comprenant : des cloisons creuses longitudinales dans chacune desquelles peut circuler avec un certain débit un flux de gaz chauds de cuisson à une certaine température, les cloisons creuses définissant entre elles des alvéoles de réception des anodes à cuire et comportant une pluralité d’ouvreaux; un système de chauffage tournant par rapport aux cloisons creuses, qui comporte une rampe amont de plusieurs jambes de soufflage d’air dans les différentes cloisons creuses, une rampe aval de plusieurs jambes d’aspiration de gaz depuis les différentes cloisons creuses et, entre lesdites rampes amont et aval, au moins une rampe de chauffage pourvue d’au moins un brûleur ou au moins un injecteur de combustible par cloison creuse; des lignes pour la circulation des flux de gaz dans les cloisons creuses étant formées dans les cloisons creuses entre des jambes de soufflage et des jambes d’aspiration correspondantes; et une zone de préchauffage naturel du four étant définie entre la rampe aval et la rampe de chauffage et dans laquelle un dégazage naturel des anodes se produit, caractérisé en ce que, pour chacune des lignes, au moins un évent tel que décrit ci-dessus est disposé au-dessus d’au moins un ouvreau, l’au moins un ouvreau étant situé dans la zone de préchauffage naturel du four.

Dans un mode de réalisation, l’au moins un ouvreau inclut deux ouvreaux situés en amont en aval d’une des chambres de la zone de préchauffage.

Dans un autre aspect, il est présentée une méthode d’utilisation d’un évent pouvant être disposé au-dessus d’un ouvreau d’un four à cuisson d’anodes, comprenant : limiter la communication fluidique entre la cloison creuse et un environnement à l’extérieur de la cloison creuse lorsqu’une différence entre une pression de la cloison creuse et une pression de l’environnement est au-dessus d’une valeur nominale; et solliciter au moins un volet de l’évent d’une position fermée à une position ouverte permettant la communication fluidique entre la cloison creuse et l’environnement lorsque la différence entre la pression de la cloison creuse et celle de l’environnement tombe sous la valeur nominale et sous un seuil déterminé.

Dans un mode de réalisation, solliciter l’au moins un volet de l’évent comprend exercer un moment par rapport à un axe de pivot de l’au moins un volet supérieur et opposé à un moment par rapport à l’axe de pivot créé par un poids de l’au moins un volet.

Dans un mode de réalisation, exercer le moment inclut exercer le moment avec au moins un contrepoids, l’au moins un contrepoids et l’au moins un volet étant chacun disposé d’un respectif de côtés opposés d’au moins une charnière.

Plusieurs aspects et combinaisons desdits aspects concernant les présentes améliorations apparaîtront aux personnes versées dans l’art à la lecture de la présente divulgation.

est une vue schématique partielle, en perspective, d’un four de cuisson d’anode typique;

est une vue schématique de dessus du four de la figure 1;

est une représentation schématique en vue latérale des cloisons du four des figures 1 et 2;

est une vue schématique partielle, en perspective, et de dessus du four de la figure 1 utilisant des évents selon un mode de réalisation couplés à certains ouvreaux du four;

est une vue schématique en perspective d’un des évents de la figure 4 montré en position fermée;

est une vue schématique en perspective de l’évent de la figure 5 montré en position ouverte;

est une vue schématique illustrant les forces et moments perçus par un volet de l’évent de la figure 5;

est une vue schématique de dessus d’un évent selon un autre mode de réalisation illustré en position fermée;

est une vue schématique de dessus de l’évent de la figure 8 en position ouverte; et

est une vue schématique de dessus d’un évent selon un autre mode de réalisation illustré en position fermée.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Un four à anodes, dit également « à chambres ouvert », comprend, dans le sens longitudinal, une pluralité de chambres de préchauffage naturel, de cuisson, de soufflage, de refroidissement forcé et de déchargement, et de chambres non actives, chaque chambre étant constituée, dans le sens transversal, par la juxtaposition, en alternance, de cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent les gaz, et d’alvéoles dans lesquelles sont empilés les blocs carbonés à cuire, les blocs étant noyés dans une poussière carbonée appelée « poussier ». Les gaz chauds ou fumées de combustion assurant la cuisson circulent en un flux dans les cloisons creuses, à paroi mince, s’étendant dans le sens longitudinal du four. Les cloisons creuses sont munies, à leur partie supérieure, d’ouvertures obturables dites « ouvreaux ». Elles peuvent comporter en outre des chicanes ou des entretoises pour allonger et répartir plus uniformément le trajet du flux de gaz ou fumées de combustion. Les alvéoles sont ouvertes à leur partie supérieure pour permettre le chargement, par empilement, des blocs crus et le déchargement des blocs cuits refroidis.

Ce type de four comporte généralement deux travées longitudinales dont la longueur totale peut atteindre plus d’une centaine de mètres et comportant une succession de chambres séparées par des murs transversaux. Les deux travées sont mises en communication à leurs extrémités longitudinales par des carneaux de virage qui permettent de transférer les gaz d’une travée à l’autre.

Le chauffage du four est assuré par des rampes de chauffage ayant une longueur égale à la largeur des chambres et comportant un ou plusieurs brûleurs, ou un ou plusieurs injecteurs par cloison creuse. Les injecteurs ou brûleurs sont introduits, via les ouvreaux, dans les cloisons creuses des chambres concernées. En amont des brûleurs ou injecteurs (par rapport au sens d’avancement du feu tournant correspondant également au sens de circulation des gaz dans les cloisons creuses), on dispose de jambes de soufflage d’air de combustion montées sur une rampe amont de soufflage munie de ventilateurs, ces jambes de soufflage étant connectés, via les ouvreaux, aux dites cloisons. En aval des brûleurs ou injecteurs, on dispose de jambes d’aspiration des fumées de combustion, montées sur une rampe aval d’aspiration alimentant des centres de captation et de traitement de fumées, et dotées de volets permettant de contrôler les débits d’aspiration des jambes d’aspiration aux niveaux souhaités. Le chauffage est assuré à la fois par la combustion de combustible dit primaire injecté dans les chambres de cuisson, et par la combustion de combustible dit secondaire constitué par des matières volatiles combustibles (tel que par exemple des hydrocarbures aromatiques polycycliques) émises par les blocs. Ces matières volatiles combustibles sont plus particulièrement émises par le brai de houille des blocs, lors de la montée en température des blocs dans les chambres de préchauffage naturel. Les cloisons étant en dépression dans les chambres de préchauffage naturel, les matières volatiles combustibles quittent les alvéoles en traversant la cloison creuse par des ouvertures prévues à cet effet et viennent brûler avec l’oxygène restant dans les fumées de combustion qui circulent dans les cloisons creuses de ces chambres.

Typiquement, une dizaine de chambres sont « actives » simultanément : quatre dans une zone de soufflage, trois dans une zone de chauffage, et trois dans une zone de préchauffage naturel.

Au fur et à mesure que la cuisson se produit, par exemple par cycles de 28 heures, on fait avancer (tourner) d’une chambre l’ensemble « rampe amont de soufflage / rampe de chauffage / rampe aval d’aspiration », chaque chambre assurant ainsi successivement différentes fonctions : en aval de la zone de préchauffage naturel (chambre non « active » ou chambre de chargement), une fonction de chargement des blocs carbonés crus, puis; dans la zone de préchauffage naturel, une fonction de préchauffage naturel des cloisons, blocs carbonés, etc. par les fumées de combustion circulant dans les cloisons et la combustion du combustible secondaire, puis; dans la zone de cuisson, une fonction de chauffage des blocs carbonés à 1100-1200°C; et enfin, dans la zone de soufflage, une fonction de refroidissement des blocs carbonés par de l’air extérieur froid soufflé dans les cloisons creuses et, corrélativement, de préchauffage de cet air circulant dans les cloisons creuses constituant le comburant du four par la chaleur restituée par les cloisons, les blocs carbonés etc., la zone de soufflage étant suivie, en aval, d’une zone de refroidissement forcé et de déchargement des blocs carbonés refroidis.

La description détaillée concerne un four à feu tournant à chambres, telles qu’illustrées aux figures 1 à 3. La présente divulgation n’est toutefois pas limitée à ce type de fours. En particulier, elle est également applicable aux installations comportant un four sans murs transversaux intermédiaires.

En référence à la figure 1, le four 1 comprend une enceinte 2 calorifugée de forme sensiblement parallélépipédique, par rapport à laquelle on définit une direction longitudinale X et une direction transversale Y. Dans l’enceinte 2 sont disposés des murs transversaux 3 définissant des chambres C successives selon la direction X. Dans chaque chambre C sont prévues des cloisons 4 creuses disposées dans le sens longitudinal, formant entre elles des alvéoles 5 allongées. Chaque chambre C comporte ainsi plusieurs cloisons 4a à 4i, comme illustré sur la figure 2. Dans chaque chambre C, chacune des cloisons 4a à 4i est fluidiquement indépendante des autres cloisons 4a à 4i.

Les cloisons 4 comprennent des parois latérales 6 minces généralement séparées par des entretoises 7 et des chicanes 8. Les extrémités des cloisons creuses comportent des ouvertures 10 et sont encastrées dans des échancrures 9 des murs transversaux 3. Ces échancrures 9 sont elles-mêmes munies d'ouvertures 10’ situées en regard des ouvertures 10 des cloisons 4, afin de permettre le passage des gaz circulant dans les cloisons 4 d'une chambre C à la chambre suivante. Les cloisons 4 comprennent en outre des ouvreaux 11 ou orifices qui servent notamment à introduire des moyens de chauffage (tels que des injecteurs ou des brûleurs de combustible), des jambes d’aspiration 12 d’une rampe aval d’aspiration 13 raccordée à un conduit principal 14 longeant le four 1, des jambes de soufflage d’air, des capteurs d’appareils de mesure (tels que des thermocouples, des opacimètres), des appareils pour la maintenance, et ainsi de suite.

Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 2, les chambres C forment une longue travée 15 dans la direction longitudinale X, et le four 1 comprend typiquement deux travées parallèles, chacune pouvant avoir une longueur de l'ordre d'une centaine de mètres, délimitées par un mur central 16. Dans chaque travée 15, on a donc des lignes longitudinales L de cloisons creuses 4. Chaque ligne longitudinale L est fluidiquement indépendante des autres lignes longitudinales L.

Dans les alvéoles 5 sont empilés des blocs carbonés 17 crus, c’est-à-dire les anodes à cuire, et les alvéoles 5 sont ensuite remplies d’un matériau granulaire ou pulvérulent (typiquement à base de coke), appelé « poussier » 18, qui entoure ces blocs 17 et les protège pendant leur cuisson.

Le four de cuisson d’anodes comprend également un système de chauffage, qui comporte typiquement : une rampe de soufflage amont 19 de plusieurs jambes de soufflage 20 d’air dans les différentes cloisons 4 d’une chambre C (par les orifices 11), deux ou trois rampes de chauffage 21, 22, 23 composée chacune d’un ou deux brûleurs ou injecteurs de combustible par cloison, et une rampe d’aspiration aval 13 de plusieurs jambes d’aspiration 12 de gaz depuis les différentes cloisons 4 d’une chambre C (depuis les orifices 11).

Comme on le voit sur la figure 3, et selon le mode de réalisation illustré, les différents éléments du système de chauffage sont disposés à distance les uns des autres selon la configuration fixe typique suivante : la rampe de soufflage d’air 19 est située en entrée d’une chambre C1 donnée ; la première rampe 21 de brûleurs/injecteurs est disposée au-dessus de la cinquième chambre C5 en aval de la rampe de soufflage d’air 19, la deuxième rampe 22 de brûleurs/injecteurs est disposée au-dessus de la chambre C6 située immédiatement en aval de la première rampe 21 ; la troisième rampe 23 de brûleurs/injecteurs est disposée au-dessus de la chambre C7 située immédiatement en aval de la deuxième rampe 22 ; et la rampe d’aspiration 13 est située en sortie de la troisième chambre C10 en aval de la troisième rampe 23.

Plus généralement, et selon le mode de réalisation illustré, la position relative des différents éléments est toujours la même (à savoir, dans le sens du feu, la rampe de soufflage 19, les rampes de brûleurs/injecteurs 21, 22, 23 et la rampe d’aspiration 13). Toutefois, l’espacement (en nombre de chambres) entre des éléments peut varier d’un four à l’autre. C’est ainsi que la première rampe 21 de brûleurs/injecteurs pourrait être positionnée au-dessus de la chambre C4 ou C3. Par ailleurs, la rampe d’aspiration 13 pourrait être située en sortie de la deuxième chambre en aval de la troisième rampe 23. Aussi, le nombre de rampe de brûleurs/injecteurs peut varier typiquement de 2 à 4.

L’air peut être soufflé par les jambes de soufflage 20. Cet air, mélangé au combustible primaire injecté par les rampes de brûleurs/injecteurs 21,22, 23 et au combustible secondaire produit par la cuisson des anodes, circule dans les lignes longitudinales de cloisons 4, de chambre en chambre, en suivant le chemin, ou ligne de circulation, formé par les chicanes 8 et en passant d’une cloison à une autre par les ouvertures 10, jusqu’à être aspiré par les jambes d’aspiration 12. Les jambes d’aspiration comportent des volets d’aspiration dont le pourcentage d’ouverture permet une régulation de la dépression dans les cloisons du four. Le four, et plus particulièrement les cloisons et les alvéoles sont fermés de la manière la plus hermétique possible pour limiter autant que possible les infiltrations d’air froid ou les exfiltrations d’air chaud.

Entre une jambe de soufflage 20 et une jambe d’aspiration 12 correspondante, on a donc une ligne de circulation de gaz 24 globalement longitudinale le long des cloisons 4 successives. Par « globalement longitudinale », on entend que le gaz circule, depuis une jambe de soufflage vers la jambe d’aspiration correspondante, selon la direction X de façon globale, tout en effectuant localement des mouvements verticaux, typiquement en ondulations, comme illustré sur la figure 3. Comme indiqué ci-dessus, le flux gazeux est constitué d'air, du gaz issu de la combustion du combustible primaire liquide ou gazeux injecté, et des matières volatiles dégagées par les blocs carbonés 17 (combustible secondaire). La chaleur produite par la combustion des combustibles primaire et secondaire est transmise aux blocs carbonés 17 contenus dans les alvéoles 5, ce qui entraîne leur cuisson.

Une opération de cuisson de blocs carbonés, pour une chambre C donnée, comprend typiquement le chargement des alvéoles 5 de cette chambre C en blocs carbonés 17 crus, le chauffage de cette chambre C jusqu'à la température de cuisson des blocs carbonés 17 (typiquement de 1100 à 1200 °C), le refroidissement de la chambre C jusqu'à une température qui permette d'enlever les blocs carbonés cuits et le refroidissement de la chambre C jusqu'à la température ambiante.

Le principe du feu tournant consiste à effectuer successivement le cycle de chauffage sur les chambres du four par un déplacement du système de chauffage. Ainsi, une chambre donnée passe successivement par des phases de préchauffage naturel (par les gaz chauds circulant dans les cloisons), de chauffage forcé et de soufflage. La zone de cuisson est formée par l’ensemble des chambres situées entre la rampe de soufflage et la rampe d’aspiration. Sur les figures 2 et 3 le sens du feu est représenté par la flèche F.

On décrit à présent les conditions régnant dans les différentes chambres C du four 1 au niveau desquelles est placé le système de chauffage à un instant donné, en se reportant aux figures 2 et 3.

Les quatre premières chambres C1 à C4 suivant la rampe de soufflage 19 sont des zones dites de soufflage BL, respectivement BL4, BL3, BL2 et BL1. Il y règne une surpression. Les anodes qui y sont placées sont déjà cuites, et subissent un refroidissement par soufflage, ce qui a pour conséquence d’augmenter la température de l’air soufflé, qui servira aux combustions. Les six chambres suivantes C5 à C10, jusqu’à la rampe d’aspiration 13, sont des zones en dépression. Sensiblement à la jonction entre ces deux blocs de chambres se situe le « point zéro » P0, c’est-à-dire un point où la pression dans le four 1 est sensiblement égale à la pression atmosphérique. Le point zéro est situé en amont de la première rampe de chauffage 21 afin d’éviter le rejet des produits de combustion dans le milieu ambiant par exfiltration.

Il est typiquement prévu une rampe 25 de prise de pression – dite rampe de point zéro 25 (PZR) – positionnée de façon fixe par rapport au système de chauffage afin de réguler la pression au point zéro. Dans la réalisation représentée, la rampe de point zéro 25 est située au niveau des ouvreaux 11 de la cloison 4 situés le plus en aval de la dernière chambre C4, BL1 située dans la zone de soufflage. Toutefois, cette rampe de point zéro 25 pourrait être placée en un autre point de la zone de soufflage BL.

Dans la zone en dépression, on trouve successivement, de l’amont vers l’aval : une zone de chauffage HR au niveau des chambres C5, C6 et C7 situées sous les trois rampes de chauffage 21, 22, 23, comprenant dans les deux premières chambres C5, C6 une zone de chauffage forcé, respectivement HR3, HR2, puis dans la chambre suivante C7 une zone de préchauffage forcé HR1. La température de l’air préchauffé dans les zones de soufflage BL suffit à créer l’inflammation et la combustion du combustible ; une zone de préchauffage naturel PN au niveau des chambres C8, C9 et C10, respectivement PN3, PN2 et PN1. Les gaz chauds issus de la zone de chauffage permettent l’inflammation des matières volatiles combustibles libérées par les blocs carbonés lors de leur préchauffage dans la zone de préchauffage.

La chambre C située juste après la rampe d’aspiration 13 (complètement à droite sur la figure 3), nommée chambre morte, est une chambre prête à recevoir des blocs carbonés crus 17, qui subira donc successivement, lorsque le système de chauffage sera déplacé dans le sens du feu F : un préchauffage naturel (PN1, PN2 puis PN3), un préchauffage forcé (HR1), un chauffage forcé (HR2 puis HR3), puis un soufflage (BL1, BL2, BL3 puis BL4), avant le déchargement des anodes cuites et refroidies.

Les flux de gaz circulant à l’intérieur des cloisons permettent les échanges thermiques nécessaires à la cuisson des anodes. Del que précédemment décrit, des ventilateurs assurent la circulation des flux créant une dépression dans les chambres C5 à C10 à l’intérieur de tous les conduits.

Lors du préchauffage naturel, la température à l’intérieur d’au moins une des chambres de la zone de préchauffage PN (e.g., chambres C8, C9, C10) peut se situer entre 250 et 650 degrés Celcius. À cette température, il se produit un dégazage naturel des anodes. Les matières volatiles ainsi générées par le dégazage naturel des anodes sont aspirées par les jambes d’aspiration 12 situées en aval de la dernière chambre de préchauffage naturel (e.g., chambre C10).

Cependant, il peut arriver que la circulation des gaz soit arrêtée. Cela signifie que les gaz de combustion présents à l’intérieur des cloisons et du collecteur ceinturant le four ne sont plus aspirés. Cette situation entraîne alors la formation de poches de gaz dans les cloisons, rampe d'aspiration, collecteur et captation.

La fermeture du volet principal sur le carneau; une cloison bloquée par du poussier; une perte totale d’énergie (e.g., électrique, air); un redémarrage incontrôlé des feux; une cloison fortement pincée; un arrêt des ventilateurs sur le centre de captation; une perte de dépression au changement des feux (manipulation des registres à l’avant de la rampe d’aspiration); un oubli d’enlever un registre lors du déplacement des feux; un registre en place mais n’est pas ouvert ou un manque d’étanchéité; et/ou une injection d’énergie non-arrêtée à la perte de dépression ne sont que quelques possibles évènements pouvant entraîner une perte totale ou partielle de dépression dans les chambres C5 à C10.

Une telle perte de dépression est non désirée car il peut en résulter l’accumulation de gaz. La combinaison de cette accumulation de gaz, de chaleur provenant de la température élevée des imbrûlés gazeux provenant de la zone en préchauffage, et un apport d’oxygène provenant de ventilateurs (lors du redémarrage de ces derniers, par exemple) ou bien provenant d’une entrée d’air parasite aux niveaux des brides ou autres fuites sur le collecteur peut avoir des conséquences néfastes.

En référence aux figures 3 et 4, un évent de sécurité 100 peut être disposé dans la zone de préchauffage PN, soit en amont de la jambe d’aspiration 12 et en aval des rampes de chauffage 21, 22, 23 par rapport à la ligne de circulation de gaz 24 qui s’étend de la jambe de soufflage 20 à la jambe d’aspiration 12. L’évent 100 peut avoir le même poids total qu’un couvercle normalement utilisé pour fermer les ouvreaux 11. Selon le mode réalisation illustré, l’évent 100 est situé en aval de la chambre où le préchauffage est le plus actif. Alternativement, l’évent peut être situé en amont de la chambre où le préchauffage est le plus actif. Des évents peuvent être disposés en amont et en aval de la chambre où le préchauffage est le plus actif. Dans le présent cas, la chambre où le préchauffage est le plus actif est la chambre C9. L’évent de sécurité 100 peut être situé soit en amont, soit en aval, soit en amont et en aval de l’endroit où le dégazage naturel des anodes se produit. Cet endroit correspond typiquement à l’endroit où la température atteint entre 250 et 650 degrés Celsius. Selon un mode de réalisation, l’évent 100 est situé vis-à-vis la chambre dans laquelle la température est la plus élevée.

Tel que précédemment mentionné, le four 1 inclut une pluralité de lignes longitudinales L disposées de manière parallèle les unes aux autres (Fig. 2) et chacune parcourant toutes les chambres C1 … C10 et incluant une pluralité de cloisons 4. Chacune des lignes longitudinales L est fluidiquement indépendante des autres. Selon le mode de réalisation décrit ici, chacune des lignes longitudinales L comprend au moins un évent de sécurité 100 pouvant être positionné tel que décrit ci-haut.

En référence aux figures 4 à 6, l’évent de sécurité 100 est décrit de manière détaillée ci-dessous. L’évent 100 comprend un châssis 102 et un volet 104 étant déplaçable par rapport au châssis 102. Le volet 104 peut se déplacer par rapport au châssis 102 d’une position fermée dans laquelle la communication entre un environnement E à l’extérieur du four et la cloison 4 (Fig. 2) est limitée par l’au moins un volet 104 à une position ouverte dans laquelle l’évent 100 permet la communication entre la cloison 4 et l’environnement E.

Selon le mode de réalisation illustré, l’évent 100 comprend une poignée 106 attachée au châssis 102 afin de permettre la manipulation de l’évent 100 par un employé pour déplacer l’évent 100 d’une cloison à l’autre pour suivre la progression du feu, et ainsi suivre la progression de la zone de préchauffage où le dégazage naturel des anodes. Par conséquent, et selon le mode de réalisation illustré, le châssis 102 est sécurisable de manière amovible sur le four afin de permettre son déplacement selon le sens du feu.

Le châssis 102 de l’évent 100 peut comprendre une portion 102a permettant d’engager un des ouvreaux 11 de manière étanche. La portion 102a du châssis peut donc avoir n’importe quelle forme permettant son accouplement aux ouvreaux 11. L’évent 100 peut être déplaçable d’un ouvreau 11 à l’autre dans le cas du four décrit ci-haut en référence aux figures 1-3. Alternativement, l’évent 100 peut être sécurisé sur des rampes mobiles (non illustrées) qui se déplacent de manière intégrale avec la direction du feu.

Tel que montré à la figure 5, le châssis 102 comprend une paroi latérale 102b s’étendant de manière circonférentielle autour de l’ouvreau 11 et verticalement entre l’ouvreau 11 et un bord supérieur 102c de la paroi latérale 102b. En position fermée telle qu’illustrée à la figure 5, le volet 104 est en butée contre le bord supérieur 102c de la paroi latérale 102b du châssis 102. L’engagement entre le volet 104 et le châssis 102 est préférablement hermétique. Il est entendu que, malgré le fait que la paroi latérale 102b a une forme rectangulaire, elle peut alternativement avoir une forme cylindrique, ou toute autre forme convenable, sans diverger de la portée de la présente divulgation.

En se référant plus particulièrement à la figure 6, le volet 104 a un couche de fibre réfractaire haute température 104c qui peut permettre d’éviter le contact métal/métal entre le châssis et le volet et qui peut créer un engagement hermétique entre le châssis et le volet. Selon le mode de réalisation illustré, la couche de fibre 104c est disposée tout autour d’un bord périphérique du volet 104 de manière à être en contact avec le bord supérieur 102c de la paroi latérale 102b du châssis lorsque l’évent 100 est en position fermée.

Il est à noter que le trou au fond de l’évent peut être rond tel qu’illustré. Alternativement, le trou peut être carré de façon à augmenter sa surface afin de maximiser le débit de gaz pouvant être évacués par l’évent. La position et/ou le poids du contrepoids peut être ajustée conséquemment.

En se référant particulièrement aux figures 5 et 7, l’évent 100 a un mécanisme de sollicitation 110 étant engagé au volet 104. Le mécanisme de sollicitation 110 est configuré pour exercer une force de sollicitation F_Safin de solliciter le volet 104 dans la position ouverte. Dit autrement, le mécanisme de sollicitation 110 exerce une force qui, en l’absence d’autre force sur le volet 104, sollicite et maintient ledit volet 104 dans la position ouverte. Selon le mode de réalisation illustré, la force de sollicitation F_Sengendrée par le mécanisme de sollicitation 110 est suffisante pour contrebalancer un poids W du volet 104.

Tel que précédemment discuté, l’évent 100 est conçu pour être couplé à un des ouvreaux 11 du four et donc à maintenir un différentiel de pression entre la cloison respective de l’ouvreau 11 et l’environnement E à l’extérieur de la cloison 4. Lorsque le volet 104 est en position fermée et que le four fonctionne normalement, une pression nominale à l’intérieure de la cloison 4 est établie et est inférieure à la pression de l’environnement E. Ce différentiel de pression nominal exerce donc une force de pression F_Psur le volet 104 qui maintient le volet 104 en position fermée. Cette force de pression F_P, résultante du différentiel de pression nominal, est supérieure à la force de sollicitation F_Sexercée par le mécanisme de sollicitation 110 lorsque le four fonctionnement normalement (i.e., pression à l’intérieure de la cloison 4 correspondant à la pression nominale). La force de pression F_Pest exercée sur un centre de pression du volet 104, la position duquel varie en fonction de la forme du volet 104.

La force de sollicitation F_Sengendrée par le mécanisme de sollicitation 110 est inférieure à la force de pression F_Présultante d’une différence entre une pression nominale de la cloison et une pression de l’environnement. La force de sollicitation F_Sest telle que le volet 104 se déplace de la position fermée vers la position ouverte par l’intermédiaire de la force de sollicitation F_Slorsque la force de pression F_Pdiminue sous un seuil déterminé. Typiquement, la force de pression F_Ppeut baisser sous le seuil déterminé lorsqu’il y a une perte d’aspiration tel que précédemment expliqué.

Suivant une telle perte d’aspiration, la pression de la cloison 4 augmente et se rapproche de la pression de l’environnement E, pouvant même aller jusqu’à la dépasser. La force de pression F_Pexercée sur le volet 104 étant directement proportionnelle à la différence entre les pressions de la cloison et de l’environnement, une augmentation de la pression de la cloison engendre une diminution de la force de pression F_Pexercée sur le volet 104. Lorsque la pression de la cloison 4 atteint un seuil déterminé, autrement dit, lorsque la force de pression F_Pdiminue sous un seuil déterminé, la force de sollicitation F_Sgénérée par le mécanisme de sollicitation 110 devient plus grande que la force de pression F_Pet fait bouger le volet 104 de la position fermée vers la position ouverte.

Selon le mode de réalisation illustré, le volet 104 est monté de manière pivotable sur le châssis 102 par rapport à un axe de pivot 104a défini par une charnière 104b. Dans ce cas, les forces de sollicitation et de pression F_S, F_Pse traduisent en moment de sollicitation et moment de pression M_S, M_Pautour de l’axe de pivot 104a. Tout comme les forces de sollicitation et de pression, les moments de sollicitation et de pression sont en direction opposées. Le moment de sollicitation M_Sconfiguré pour être supérieur à un moment de poids M_Wengendré par le poids W du volet 104 lorsqu’aucune autre force n’est exercée sur ledit volet 104.

Selon le mode de réalisation illustré, le mécanisme de sollicitation 110 inclut un contrepoids 110a attaché au volet 104. Le contrepoids 110a et le volet 104 sont disposés de part et d’autre de la charnière 104b de sorte que les moments de poids M_Wet de sollicitation M_Ssont en direction opposés autour de l’axe de pivot 104a.

En référence aux figures 8 et 9, un évent de sécurité 200 selon un autre mode de réalisation est illustré. Pour fins de simplicité, uniquement les éléments distinguant l’évent 200 de l’évent 100 des figures 4 à 6 sont décrits ci-dessous.

L’évent 200 inclut deux volets 204, chacun couvrant une portion respective de l’ouverture définie par le châssis 102. Chacun des deux volets 204 est pivotable par rapport à un respectif d’axes de pivots 204a. La description du volet 104 présentée ci-dessus en lien avec l’évent 100 des figures 4 à 6 peut s’appliquer similairement à chacun des deux volets 204 du présent évent 200.

Le mécanisme de sollicitation 210 inclut deux contrepoids 210a chacun étant attaché à un respectif des deux volets 204. Chacun des deux contrepoids 210a est déplaçable radialement par rapport à un respectif des axes de pivots 204a de manière à permettre le rapprochement et l’éloignement des contrepoids 210a des axes de pivots 204a afin de calibrer les moments de sollicitation M_S(figure 6) engendrés par les contrepoids 210a.

Selon le présent mode de réalisation, les contrepoids 210a sont reliés aux volets 204 par des tiges filetées 210b ayant chacune une première extrémité en engagement glissant avec un des volet 204 et une seconde extrémité opposée attachée à un correspondant des contrepoids 210a. Dans le cas présent, chacun des contrepoids 210a est relié à un respectif des volets 204 par deux tiges filetées 210b. Il est cependant entendu que plus ou moins deux tiges peuvent être utilisées sans départir de la portée de la présente divulgation.

Selon le mode de réalisation illustré, chacune des seconde extrémités des tiges filetées 210b passe au travers une ouverture 210c définie par le contrepoids 210a et est sécurisée par des boulons 210d disposés de part et d’autre de l’ouverture 210c. Chacune des premières extrémités des tiges filetées 210b est reçue au travers une ouverture 204c définie par une portion d’un respectif des volets 204 de manière à pouvoir bouger par rapport à l’ouverture 204c et ainsi par rapport à l’un respectif des volets 204. Un boulon 210e est engagé sur la tige 210b de manière à maintenir une position désirée du contrepoids 210 par rapport à l’axe de pivot 204a dudit volet 204.

Par conséquent, l’augmentation de la distance radiale entre les contrepoids 210a et les axes de pivots 204a des volets 204 permet d’augmenter les moments de sollicitation M_S. Similairement, la réduction de la distance radiale entre les contrepoids 210a et les axes de pivots 204a des volets 204 permet de diminuer les moments de sollicitation M_S.

La possibilité de bouger les contrepoids 210a permet de modifier le moment de sollicitation M_Safin de calibrer l’évent 200 au four, et au différentiel de pression nominal dudit four. En d’autres mots, chaque four peut exprimer une valeur spécifique de ce différentiel de pression, et le mécanisme de sollicitation décrit ici peut permettre l’ajustement à chaque four.

Il est entendu que ce même mécanisme permettant de bouger les contrepoids peut s’appliquer à l’évent 100 des figures 4 et 5. D’autres modifications au présent mécanisme de sollicitation pourront paraître évidentes à la personne de l’art et sont comprises dans la portée de la présente divulgation. Par exemple, le contrepoids peut être remplacé par un ressort disposé autour de l’axe de pivot du volet et configuré pour créer le moment de sollicitation. Le contrepoids peut bouger dans la direction radiale par rapport à l’axe de pivot par le biais de glissière. Tout autre mécanisme permettant de créer le moment de sollicitation et de permettre le mouvement radial du contrepoids peuvent être utilisés et sont compris dans la portée de la présente divulgation.

Le réglage des contrepoids tel que précédemment discuté peut permettre de régler si nécessaire la sensibilité d’ouverture des volets pour les maintenir en position fermée. Sur arrêt total de l’aspiration, la pression des gaz soulève au moins un des volets 204 ce qui peut libérer automatiquement les gaz contenu dans la cloison 4.

En se référant plus particulièrement à la figure 8, et selon le mode de réalisation illustré, une plaque transversale 204d est attachée au châssis 102 et s’étend de manière diamétrale d’un côté du châssis 102 à un côté opposé du châssis 102. Chacun des deux volets 204 a un bord libre distal 204e étant en butée contre la plaque transversale 204d lorsque les deux volets 204 sont en position fermée. Le contact entre les bords libres distaux 204e et la plaque transversale 204d peut contribuer à augmenter l’étanchéité de l’évent 200 en position fermée comparée à une configuration sans plaque transversale 204d. Alternativement, les bords distaux des volets peuvent comporter des connecteurs mâle et femelle, l’engagement desquels pouvant être hermétique ou substantiellement hermétique.

Pour utiliser l’évent, la communication fluidique entre la cloison et l’environnement à l’extérieur de la cloison est limitée lorsque la différence entre une pression de la cloison et une pression de l’environnement est au-dessus d’une valeur nominale; et l’au moins un volet de l’évent est sollicité dans une position ouverte permettant la communication fluidique entre la cloison et l’environnement lorsque la différence entre la pression de la cloison et celle de l’environnement tombe sous la valeur nominale et sous un seuil déterminé.

Dans les modes de réalisation illustrés, solliciter l’au moins un volet de l’évent comprend exercer un moment par rapport à l’axe de pivot de l’au moins un volet supérieur et opposé à un moment par rapport à l’axe de pivot créer par un poids de l’au moins un volet. Dans les modes de réalisation illustrés, exercer le moment inclut exercer le moment avec l’au moins un contrepoids, l’au moins un contrepoids et l’au moins un volet étant chacun disposé d’un respectif de côtés opposés d’au moins une charnière.

En référence à la figure 10, un évent de sécurité 300 selon un autre mode de réalisation est illustré. Pour fins de simplicité, uniquement les éléments distinguant l’évent 300 de l’évent 100 des figures 4 à 6 sont décrits ci-dessous.

Selon le mode de réalisation illustré, le mécanisme de sollicitation 310 inclut un contrepoids 310a ayant trois ouvertures 310b chacune recevant une respective de trois tiges. Les trois tiges incluent une tige centrale 310c et deux tiges latérales 310d. Un élément bloquant 310e est fixé sur la tige centrale 310c. La position de l’élément bloquant 310e le long de la tige centrale 310c est prédéterminée et définie une position de base calibrée pour que l’évent 300 s’ouvre lors d’un arrêt de l’aspiration. Ayant la position de l’élément bloquant 310e prédéterminée peut faciliter l’installation de l’évent 300, car un employé n’a pas besoin d’effectuer des essais pour savoir où positionner le contrepoids 310a. L’élément bloquant 310e peut être un écrou fixé de manière permanente sur la tige centrale 310c, laquelle pouvant être filetée. Le contrepoids 310a peut être verrouillé sur la tige centrale 310c par un écrou 310f localisé de l’autre côté du contrepoids 310a.

Dans certains cas, de petits ajustements de la position du contrepoids 310a peuvent être requis. Dans ces cas, des entretoises peuvent être glissées entre le contrepoids 310a et l’élément bloquant 310e afin de précisément positionner le contrepoids 310a le long de la tige centrale 310c.

Il est également possible de disposer des repères visuels sur une ou plusieurs des tiges afin d’assister l’employé au positionnement du contrepoids 310a. Ces repères peuvent être, par exemple, une encoche dans une des tiges.

L’évent 100 des figures 4 à 6 peut être modifié de manière à ce que le contrepoids soit semi-stationnaire de sorte qu’il soit de base réglé à une position prédéterminée et que sa position peut être ajustée par des entretoises. Par exemple, chacune des deux tiges peut définir un épaulement localisé à une distance de base par rapport au couvercle. Des rondelles peuvent être glissées sur les tiges jusqu’à ce qu’elles soient en butée avec les épaulements. Le contrepoids peut ensuite être glissé de manière à ce que les rondelles soient disposées entre les épaulements et le contrepoids. L’utilisation de rondelles peut alors varier la distance entre le contrepoids et le couvercle. Par exemple, cette distance peut donc passer de 22 à 24 millimètres.

En référence aux figures 1 à 10, pour utiliser le four 1, et tel que précédemment décrit, la rampe de soufflage amont 19, l’au moins une rampe de chauffage 21, 22, 23, et la rampe d’aspiration 13 sont successivement déplacés dans la direction longitudinale X par rapport aux chambres C de sorte que chaque chambre C passe successivement par un cycle de préchauffage, chauffage, et refroidissement.

Dans le présent mode de réalisation, chacune des lignes L comprend au moins un évent 100, 200, 300 tel que décrit ci-haut; chacun des évents 100, 200, 300 est déplacé successivement de chambre en chambre de sorte que les évents sont toujours localisés dans la zone de préchauffage naturel où le dégazage naturel des anodes se produit.

En retirant les évents 100, 200, 300, les ouvreaux 11 sur lesquels les évents étaient situés sont rebouchés par des couvercles et les ouvreaux suivants 11 sont débouchés et les évents 100, 200, 300 sont disposés sur ces derniers. Puisque le déplacement des évents vient mettre à zéro la force de pression F_P(la pression de part et d’autre du volet correspondant à la pression de l’environnement E), les volets bougent de leur position fermée à leur position ouverte en raison de la force de sollicitation F_Sdevenant supérieure à la force de pression F_P. Par conséquent, et dans le présent mode de réalisation, une fois que les évents sont connectés aux ouvreaux 11 successifs, les volets sont manuellement fermés permettant ainsi au différentiel de pression de les maintenir en position fermée et de contrebalancer la force de sollicitation F_Sengendrée par le mécanisme de sollicitation.

Dans le cas d’une perte d’aspiration, et dans les mode de réalisation illustrés, les volets s’ouvriront et permettront l’échappement des gaz générés par les anodes. Une fois l’aspiration rétablie, les volets peuvent être manuellement déplacés de leur position ouverte à leur position fermée afin de reprendre la cuisson des anodes.

Les évents tels que décrits ci-dessus peuvent permettre la mise en sécurité automatique du four lors d’une perte de dépression sans intervention immédiate de l’opérateur. L’évacuation des gaz contenu dans les cloisons pourrait alors être immédiate ou quasi immédiate. Le dimensionnement est calculé de manière à être suffisant pour garantir l’évacuation suffisante des gaz.

Modes de réalisation décrits ici incluent :

A. Évent pour un ouvreau d’un four à cuisson d’anodes permettant une communication entre une cloison creuse du four et un environnement externe à la cloison creuse, comprenant : un châssis; au moins un volet déplaçable par rapport au châssis d’une position fermée dans laquelle la communication entre l’environnement et la cloison creuse est limitée par ledit au moins un volet à une position ouverte dans laquelle l’évent permet la communication entre la cloison creuse et l’environnement; et un mécanisme de sollicitation engagé à l’au moins un volet et exerçant une force de sollicitation sollicitant l’au moins un volet dans la position ouverte, la force de sollicitation étant inférieure à une force de pression résultante d’une différence entre une pression nominale de la cloison creuse et une pression de l’environnement, la force de sollicitation étant telle que l’au moins un volet se déplace de la position fermée vers la position ouverte par l’intermédiaire de la force de sollicitation lorsque la force de pression diminue sous un seuil déterminé.

B. Four à cuisson d’anodes en carbone pour la production d’aluminium par électrolyse, comprenant : des cloisons creuses longitudinales dans chacune desquelles peut circuler avec un certain débit un flux de gaz chauds de cuisson à une certaine température, les cloisons creuses définissant entre elles des alvéoles de réception des anodes à cuire et comportant une pluralité d’ouvreaux; un système de chauffage tournant par rapport aux cloisons creuses, qui comporte une rampe amont de plusieurs jambes de soufflage d’air dans les différentes cloisons creuses, une rampe aval de plusieurs jambes d’aspiration de gaz depuis les différentes cloisons creuses et, entre lesdites rampes amont et aval, au moins une rampe de chauffage pourvue d’au moins un brûleur ou au moins un injecteur de combustible par cloison creuse; des lignes pour la circulation des flux de gaz dans les cloisons creuses étant formées dans les cloisons creuses entre des jambes de soufflage et des jambes d’aspiration correspondantes; et une zone de préchauffage naturel du four étant définie entre la rampe aval et la rampe de chauffage et dans laquelle un dégazage naturel des anodes se produit, caractérisé en ce que, pour chacune des lignes, au moins un évent tel que décrit ci-dessus est disposé au-dessus d’au moins un ouvreau, l’au moins un ouvreau étant situé dans la zone de préchauffage naturel du four.

Les modes de réalisation A et B peuvent inclure n’importe lesquels des éléments ci-dessous, dans n’importe quelle combinaison.

Élément 1 : l’au moins un volet est monté sur le châssis de manière pivotable par rapport à au moins un axe de pivot, la force de sollicitation engendrant un moment de sollicitation autour de l’au moins un axe de pivot et la différence entre les pressions de la cloison creuse et de l’environnement engendrant un moment de pression autour de l’au moins un axe de pivot et en direction opposée au moment de sollicitation. Élément 2 : le mécanisme de sollicitation inclut au moins un contrepoids attaché à l’au moins un volet, l’au moins un contrepoids et l’au moins un volet étant disposé de part et d’autre d’au moins une charnière reliant l’au moins un volet au châssis. Élément 3 : l’au moins un contrepoids peut bouger dans une direction radiale par rapport à l’au moins un axe de pivot de manière à s’approcher ou s’éloigner de l’au moins une charnière afin de varier le moment de sollicitation. Élément 4: un ressort est disposé autour de l’au moins un axe de pivot et est en engagement avec le châssis et avec l’au moins un volet pour créer le moment de sollicitation. Élément 5: l’au moins un volet inclut deux volets chacun étant disposé d’un respectif de côtés opposés de l’ouvreau. Élément 6: l’évent comprend en outre une couche de fibre réfractaire haute température attachée à un bord périphérique de l’au moins un volet et créant un engagement hermétique entre le châssis et l’au moins un volet lorsque l’évent est en position fermée. Élément 7: le châssis est sécurisable sur le four de manière amovible. Élément 8: l’évent comprend en outre au moins une poignée attachée sur le châssis afin de permettre la manipulation de l’évent. Élément 9: le châssis défini une paroi latérale s’étendent de manière circonférentielle autour de l’ouvreau et s’étendant verticalement entre l’ouvreau et un bord supérieur de ladite paroi latérale, l’au moins un volet étant en butée contre le bord supérieur en position fermée. Élément 10: l’au moins un ouvreau inclut deux ouvreaux situés en amont en aval d’une des chambres de la zone de préchauffage.

C. Méthode d’utilisation d’un évent pouvant être disposé au-dessus d’un ouvreau d’un four à cuisson d’anodes, comprenant : limiter la communication fluidique entre la cloison creuse et un environnement à l’extérieur de la cloison creuse lorsqu’une différence entre une pression de la cloison creuse et une pression de l’environnement est au-dessus d’une valeur nominale; et solliciter au moins un volet de l’évent d’une position fermée à une position ouverte permettant la communication fluidique entre la cloison creuse et l’environnement lorsque la différence entre la pression de la cloison creuse et celle de l’environnement tombe sous la valeur nominale et sous un seuil déterminé.

Le mode de réalisation C peut inclure n’importe lesquels des éléments ci-dessous, dans n’importe quelle combinaison.

Élément 11 : solliciter l’au moins un volet de l’évent comprend exercer un moment par rapport à un axe de pivot de l’au moins un volet supérieur et opposé à un moment par rapport à l’axe de pivot créé par un poids de l’au moins un volet. Élément 12 : exercer le moment inclut exercer le moment avec au moins un contrepoids, l’au moins un contrepoids et l’au moins un volet étant chacun disposé d’un respectif de côtés opposés d’au moins une charnière.

Comme il peut être apprécié, les exemples décrits ci-dessus et illustrés sont des exemples seulement. L’envergue de la présente divulgation est indiquée dans les revendications ci-jointes.

Claims

Évent (100, 200, 300) pour un ouvreau (11) d’un four (1) à cuisson d’anodes permettant une communication entre une cloison creuse du four (4) et un environnement externe (E) à la cloison creuse (4), comprenant : un châssis (102); au moins un volet (104, 204) déplaçable par rapport au châssis (102) d’une position fermée dans laquelle la communication entre l’environnement (E) et la cloison creuse (4) est limitée par ledit au moins un volet (104, 204) à une position ouverte dans laquelle l’évent (100, 200, 300) permet la communication entre la cloison creuse (4) et l’environnement (E); et un mécanisme de sollicitation (110, 210, 310) engagé à l’au moins un volet (104, 204) et exerçant une force de sollicitation (FS) sollicitant l’au moins un volet (104, 204) dans la position ouverte, la force de sollicitation (FS) étant inférieure à une force de pression résultante d’une différence entre une pression nominale de la cloison creuse (4) et une pression de l’environnement (E), la force de sollicitation (FS) étant telle que l’au moins un volet (104, 204) se déplace de la position fermée vers la position ouverte par l’intermédiaire de la force de sollicitation (FS) lorsque la force de pression diminue sous un seuil déterminé.
L’évent (100, 200, 300) selon la revendication 1, dans lequel l’au moins un volet (104, 204) est monté sur le châssis (102) de manière pivotable par rapport à au moins un axe de pivot (104a, 204a), la force de sollicitation (FS) engendrant un moment de sollicitation (M_S) autour de l’au moins un axe de pivot (104a, 204a) et la différence entre les pressions de la cloison creuse et de l’environnement engendrant un moment de pression (M_P) autour de l’au moins un axe de pivot (104a, 204a) et en direction opposée au moment de sollicitation (M_S).
L’évent (100, 200, 300) selon la revendication 2, dans lequel le mécanisme de sollicitation (110, 210, 310) inclut au moins un contrepoids (110a, 210a) attaché à l’au moins un volet (104), l’au moins un contrepoids (110a, 210a, 310a) et l’au moins un volet (104, 204) étant disposé de part et d’autre d’au moins une charnière (104b) reliant l’au moins un volet (104, 204) au châssis (102).
L’évent (100, 200, 300) selon la revendication 3, dans lequel l’au moins un contrepoids (110a, 210a, 310a) peut bouger dans une direction radiale par rapport à l’au moins un axe de pivot (104a, 204a) de manière à s’approcher ou s’éloigner de l’au moins une charnière (104b) afin de varier le moment de sollicitation (M_S).
L’évent (100, 200, 300) selon la revendication 2, dans lequel un ressort est disposé autour de l’au moins un axe de pivot (104a, 204a) et est en engagement avec le châssis (102) et avec l’au moins un volet (104, 204) pour créer le moment de sollicitation (M_S).
L’évent (100, 200, 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’au moins un volet (104, 204) inclut deux volets (104, 204) chacun étant disposé d’un respectif de côtés opposés de l’ouvreau (11).
L’évent (100, 200, 300) selon l’ une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre une couche de fibre réfractaire haute température (140c) attachée à un bord périphérique de l’au moins un volet (104, 204) et créant un engagement hermétique entre le châssis (102) et l’au moins un volet (104, 204) lorsque l’évent (100, 200, 300) est en position fermée.
L’évent (100, 200, 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le châssis (102) est sécurisable sur le four (1) de manière amovible.
L’évent (100, 200, 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre au moins une poignée attachée (106) sur le châssis (102) afin de permettre la manipulation de l’évent (100, 200, 300).
L’évent (100, 200, 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le châssis (102) défini une paroi latérale (102b) s’étendent de manière circonférentielle autour de l’ouvreau (11) et s’étendant verticalement entre l’ouvreau (11) et un bord supérieur (102c) de ladite paroi latérale (102b), l’au moins un volet (104, 204) étant en butée contre le bord supérieur (102c) en position fermée.
Four à cuisson d’anodes en carbone (1) pour la production d’aluminium par électrolyse, comprenant :
des cloisons creuses longitudinales (4a à 4i) dans chacune desquelles peut circuler avec un certain débit un flux de gaz chauds de cuisson à une certaine température, les cloisons creuses (4a à 4i) définissant entre elles des alvéoles (5) de réception des anodes à cuire et comportant une pluralité d’ouvreaux (11);
un système de chauffage tournant par rapport aux cloisons creuses (4a à 4i), qui comporte une rampe amont (19) de plusieurs jambes de soufflage d’air (20) dans les différentes cloisons creuses (4a à 4i), une rampe aval (13) de plusieurs jambes d’aspiration (12) de gaz depuis les différentes cloisons creuses (4a à 4i) et, entre lesdites rampes amont et aval, au moins une rampe de chauffage (21, 22, 23) pourvue d’au moins un brûleur ou au moins un injecteur de combustible par cloison creuse (4a à 4i);
des lignes (L) pour la circulation des flux de gaz dans les cloisons creuses (4a à 4i) étant formées dans les cloisons creuses (4a à 4i) entre des jambes de soufflage (20) et des jambes d’aspiration correspondantes (12); et
une zone de préchauffage naturel (PN) du four étant définie entre la rampe aval (13) et la rampe de chauffage (21, 22, 23) et dans laquelle un dégazage naturel des anodes se produit,
caractérisé en ce que, pour chacune des lignes (L), au moins un évent (100, 200, 300) tel que décrit dans l’une quelconque des revendications 1 à 10 est disposé au-dessus d’au moins un ouvreau (11), l’au moins un ouvreau (11) étant situé dans la zone de préchauffage naturel (PN) du four.
Le four (1) selon la revendication 11, dans lequel l’au moins un ouvreau (11) inclut deux ouvreaux situés en amont en aval d’une des chambres de la zone de préchauffage.
Une méthode d’utilisation d’un évent (100, 200, 300) pouvant être disposé au-dessus d’un ouvreau (11) d’un four à cuisson d’anodes (1), comprenant :
limiter la communication fluidique entre la cloison creuse (4) et un environnement à l’extérieur (E) de la cloison creuse (4) lorsqu’une différence entre une pression de la cloison creuse et une pression de l’environnement est au-dessus d’une valeur nominale; et
solliciter au moins un volet (104, 204) de l’évent d’une position fermée à une position ouverte permettant la communication fluidique entre la cloison creuse (4) et l’environnement (E) lorsque la différence entre la pression de la cloison creuse (4) et celle de l’environnement (E) tombe sous la valeur nominale et sous un seuil déterminé.
La méthode selon la revendication 13, dans laquelle solliciter l’au moins un volet (104) de l’évent (E) comprend exercer un moment par rapport à un axe de pivot (104a, 204a) de l’au moins un volet supérieur et opposé à un moment par rapport à l’axe de pivot (104a, 204a) créé par un poids de l’au moins un volet (104).
La méthode selon la revendication 14, dans laquelle exercer le moment inclut exercer le moment avec au moins un contrepoids (110a, 210a, 310a), l’au moins un contrepoids (110a, 210a, 310a) et l’au moins un volet (104, 204) étant chacun disposé d’un respectif de côtés opposés d’au moins une charnière (104b).