WO2016128631A1 - Installation de production d'aluminium par électrolyse ignée - Google Patents

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WO2016128631A1
WO2016128631A1 PCT/FR2016/050130 FR2016050130W WO2016128631A1 WO 2016128631 A1 WO2016128631 A1 WO 2016128631A1 FR 2016050130 W FR2016050130 W FR 2016050130W WO 2016128631 A1 WO2016128631 A1 WO 2016128631A1
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WO
WIPO (PCT)
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tool
cell
action
intervention
support
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/050130
Other languages
English (en)
Inventor
Abel VALERIO
Original Assignee
Fives Ecl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fives Ecl filed Critical Fives Ecl
Publication of WO2016128631A1 publication Critical patent/WO2016128631A1/fr

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C17/00—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports
    • B66C17/06—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports specially adapted for particular purposes, e.g. in foundries, forges; combined with auxiliary apparatus serving particular purposes

Definitions

  • the present invention relates to a service machine for operating an aluminum production plant by igneous electrolysis.
  • the invention also relates to a unit comprising a crane and such a service machine, an igneous electrolysis aluminum production plant including such a unit, and a method of operating such an installation.
  • Aluminum is conventionally produced in a plant called an aluminum smelter, by igneous electrolysis, according to the Hall-Héroult process.
  • An aluminum smelter traditionally comprises, in a building, several hundred electrolysis cells connected in series and traversed by an electrolysis current.
  • the electrolysis cells extend in a transverse direction and are arranged next to each other in a longitudinal direction.
  • there is a transverse access path between two adjacent cells and on the other hand a wider longitudinal operating aisle at the end of all the cells.
  • the driveway allows the movement of vehicles and personnel on foot.
  • An electrolysis cell conventionally comprises a steel tank having an inner lining of refractory materials, and containing a cathode of carbon material and an electrolytic bath in which is dissolved alumina.
  • the cell also includes several anode assemblies.
  • Each anode assembly comprises at least one anode immersed in this electrolytic bath and an anode rod sealed in the anode and mounted on an anode frame.
  • the anodes are generally made from carbonaceous blocks cooked prior to their introduction into the electrolysis cell.
  • electrical conductors allow the routing of the electrolysis current between the cells of the installation.
  • the vessel has an opening through which the anode assemblies are introduced.
  • it is planned to close the opening of the tank with a set of removable covers, generally placed one at a time. next to the others in a longitudinal direction of the electrolysis cell, that is to say along the transverse direction, so as to form a closed chamber.
  • anode assemblies are consumed during the electrolysis reaction and must therefore be replaced by new anode assemblies.
  • some of the covers are removed to open an access window inside the tank.
  • the spent anode assembly is extracted from the electrolysis cell through this access window, by means of an anodic assembly gripper, and deposited on a support, where it is stored temporarily before it can be taken to to a revaluation zone.
  • the crusts formed by the cover products periodically introduced into the electrolytic bath are removed and deposited in a scallop collection device with a cleaning tool also called scallop. This tool is inserted into the electrolysis cell through the access window.
  • a new anode assembly is then introduced into the electrolysis cell, via the access window, in place of the spent anode assembly, by means of the anode assembly gripper.
  • the removable covers initially removed are replaced to close the access window.
  • a traveling crane which has two transverse beams and which is mounted longitudinally movable in the building above the electrolysis cells;
  • a carriage mounted on the two girders of the traveling crane movably in the transverse direction, and carrying handling and intervention tools.
  • the necessary elements and equipment such as the new anode assembly, the spent anode assembly support and the crust collection device, are temporarily stored near the electrolysis cell for which it is to be realized. the change of anode assembly.
  • the carriage makes many trips back and forth between the intervention zone on the cell and the storage location at the end of the cell, for the operations of removal of a set anodic worn out and setting up a new anode assembly.
  • the carriage is placed above the intervention zone so that the anode assembly gripper can extract a spent anode assembly, then the carriage is moved to the operating aisle where this assembly anodic used is deposited. Then the carriage returns above the area of intervention so that other steps of this operation can be realized, by means of other tools of the carriage, and so on.
  • the cycle time is relatively long, especially since the storage location, at one end of the electrolysis cell, is remote from the intervention zone, the trolley thus traveling cumulatively an important distance. This therefore affects the overall time of intervention on the cell.
  • the access window remains open, so that gases or dust harmful to humans and / or the environment can be emitted outside the cell.
  • gases or dust harmful to humans and / or the environment can be emitted outside the cell.
  • the longer the intervention time on the cell the higher the gas emissions are important.
  • Different suction systems can be provided for the capture of the gases emitted. However, in some cases these systems may not be sufficient to stay below the regulatory release thresholds.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages mentioned above.
  • a service machine for operating an igneous electrolysis aluminum production plant comprising cells which contain anode assemblies and which are closed by hoods, the service machine comprising:
  • a carriage for mounting on a traveling crane the traveling crane extending in a transverse direction (Y) and being adapted to move in a longitudinal direction (X) above the cells, the carriage being arranged to be able to moving relative to the crane in the transverse direction (Y) and to be positioned above and to the right of each of the hoods of the cells;
  • a service module mounted on the carriage and comprising handling and intervention tools.
  • the handling and intervention tools are divided into: a first tool block comprising at least a first mast fixed on the carriage, carrying at its bottom one or more tools including a bonnet gripper, and adapted so that said one or more tools can be moved substantially in the vertical direction (Z);
  • a second block of tools comprising at least one second mast fixed on the carriage, carrying at its bottom one or more tools including an anodic assembly gripper, and designed so that said tool or tools can be moved (s) substantially according to the vertical direction (Z);
  • the first and second masts being separate, independent with respect to the movement for moving the tools in the vertical direction (Z), and arranged relative to one another so that the two tool blocks are arranged along the same horizontal axis and each have a median plane, perpendicular to said axis of arrangement.
  • the distance between the two median planes of the tool blocks in a direction parallel to the axis of arrangement is then greater than the distance along the same direction between the median planes, perpendicular to said axis of arrangement, of anode assemblies situated in a cell.
  • the tool (s) of the first tool block can be used in a first action sector at the same time as the tool (s) of the second tool block is (are) used in a second sector of action distinct from the first sector of action and located at a distance from the first sector of action in projection in a horizontal plane (X, Y) parallel to the longitudinal direction (X) and in the transverse direction (Y).
  • the service machine has an architecture comprising two tool blocks having distinct functionalities that can work on sequences of operations in parallel, so simultaneously.
  • the time required for an operation, in particular removal of a spent anode assembly or installation of a new anode assembly, is reduced, as well as the time during which a cover remains open.
  • the first and second masts must be arranged relative to each other on the one hand so as not to interfere - that is to say must be sufficiently distant from each other according to a horizontal direction - and on the other hand to be able to be simultaneously arranged each to the right of their respective sectors of action.
  • a tool of a block can be used while a tool of the other block is also used, or at least while said tool of the other block is moved, via a substantially vertical movement, for example via a telescopic movement of the corresponding mast, for the next use of said tool of the other block.
  • a tool block can be considered as a kind of envelope containing the mast (s) and the tool (s). It may for example take the form of a parallelepiped, having for example faces parallel to the X, Y and Z axes.
  • first mast and the second mast
  • the carriage does not exclude that is provided at the interface of the mast and the carriage a device allowing a small degree of freedom in rotation about the axis X and / or the Y axis of the mast relative to the carriage.
  • Such limited flexibility can reduce damage in the event of an impact, for example.
  • the first and second tool blocks are arranged along an axis substantially parallel to the transverse direction (Y) in which the carriage is movable.
  • the first and second sectors of action are then arranged substantially on the same transverse axis.
  • first mast and the second mast are located in the same plane (Y, Z), this depending on the number of masts and their arrangement within each of the blocks. tools, as well as the arrangement of tools relative to the mast that carries them, or the possible mobility of the tools relative to the mast that carries them.
  • the operation of removal of a spent anode assembly, and the operation of setting up a new anode assembly can be done only with movements in the transverse direction Y.
  • the first and second tool blocks are arranged along an axis substantially parallel to the longitudinal direction (X) orthogonal to the transverse direction (Y) in which the carriage is movable.
  • first and second sectors of action are then arranged substantially on the same longitudinal axis.
  • the removal operation of a spent anode assembly, and the operation of setting up a new anode assembly can be done only with movements in the longitudinal direction X.
  • the first tool block may further include a cell cleaning tool - such as a shovel - and / or the second tool block may further include a tool for breaking the crust that forms when the electrolysis.
  • the cleaning tool of the tank is shaped to collect the waste present in the tank and evacuate via the service machine, and not only to skim the surface of the electrolytic bath.
  • anodic assembly gripper can be shaped to also be able to grasp a containment bell.
  • a unit for operating an igneous electrolysis aluminum production facility comprising cells which contain anode assemblies and which are closed by hoods, the unit comprising a structure comprising:
  • a traveling crane having two beams extending in a transverse direction (Y) and which is adapted to move in a longitudinal direction (X) above the cells;
  • This unit may further comprise at least one support adapted to receive, temporarily, at least one element belonging to a cell - such as a new or worn anode assembly, a cover or waste electrolysis - and / or equipment for interacting with said element for cell operation - such as a pallet receiving an anode assembly, a containment bell for an anode assembly or a waste bin.
  • a cell - such as a new or worn anode assembly
  • a cover or waste electrolysis - and / or equipment for interacting with said element for cell operation - such as a pallet receiving an anode assembly, a containment bell for an anode assembly or a waste bin.
  • This support can be assembled to the structure suspended in the structure and movably in translation in the transverse direction (Y) relative to the carriage.
  • the support can be assembled to the traveling crane, preferably on rails fixed under the beams, or to the carriage, preferably on rails fixed under the carriage and arranged under the traveling crane.
  • One can also provide at least two supports that are movable in translation in the transverse direction (Y) relative to the carriage, preferably but not limited to independently of one another.
  • this support can be shaped to be placed on a cell.
  • a support may comprise a plate and support means so that the support can rest stably above the vessel, preferably in the vicinity of an intervention zone.
  • the invention makes it possible to temporarily store the elements or equipment used during the change of anode assembly near the intervention zone on the cell. As a result, it is no longer necessary to move back and forth between the intervention zone on the cell and the operating aisle. The intervention time is therefore considerably reduced, which is advantageous in terms of limitation of discharges, but also of cycle time.
  • the invention particularly relates to an aluminum production facility by igneous electrolysis, comprising:
  • each cell extending in a transverse direction (Y), the cells being arranged next to each other in a longitudinal direction (X) by providing at one of their ends a longitudinal operating aisle; each cell may contain a plurality of anode assemblies each including at least one anode and one anode rod; each cell having an opening that can be closed by a succession of removable covers; a unit as previously described, the traveling crane being mounted longitudinally movable on longitudinal rails formed in the vicinity of two transverse end walls of the building.
  • each cell may contain several anode assemblies, for example substantially in their entirety, and in that the opening is an upper opening of the cell, located in a substantially horizontal plane, each of the covers being located at the right an anode set contained in the cell.
  • the invention is even more advantageous.
  • the various interventions on the cell can be done above, or even right, of the area of intervention, which simplifies the movement of the tools from and to the cell.
  • the tools can for example be moved by a simple telescopic movement of the mast that carries them.
  • the anode assemblies do not protrude above the opening of the cells, the movement of the tools over the cells is not impeded, and the tools can thus easily be placed in proximity to any hoods of the cell, a hood defining a zone of intervention.
  • first and second tool blocks are arranged along an axis substantially parallel to the transverse direction (Y)
  • first and second tool blocks are arranged so that the distance in the transverse direction (Y) between the median longitudinal planes of the first and second tool blocks is greater than the distance in the transverse direction (Y) between the median longitudinal planes of anode assemblies in the tank.
  • the distance in the transverse direction (Y) between the median longitudinal planes of the first and second tool blocks may correspond to the distance - along Y - between the masts of the two blocks, this embodiment not however being limiting.
  • the distance between the median longitudinal planes of the first and second tool blocks shall be defined according to the elements or equipment to be manipulate (anode pallet, containment bell, hood, etc.), these having a width necessarily greater than that of an anode assembly.
  • first and the second tool blocks are arranged along an axis substantially parallel to the longitudinal direction (X)
  • the invention relates to a method of operating an igneous electrolysis aluminum production plant, the installation comprising cells which contain anode assemblies and which are closed by covers, the method using a unit comprising a structure comprising:
  • a crane in a transverse direction (Y) and adapted to move in a longitudinal direction (X) above the cells;
  • a carriage mounted on the traveling crane and arranged to be able to move relative to the crane in the transverse direction (Y) and to be positioned above and to the right of each of the hoods of the cells;
  • a service module mounted on the carriage and comprising handling and intervention tools including a bonnet gripper belonging to a first tool block, and an anode assembly gripper belonging to a second tool block.
  • the method comprises the steps of:
  • intervention zone moving the service machine so that the anode assembly gripper or hood gripper is located at the right of a part of a cell hereinafter called the intervention zone;
  • the area of intervention is defined as the part of a cell under a hood containing an anode assembly. Thanks to the invention, it is possible to realize simultaneous several operations performed by the service machine, thus limiting the overall time of operations on the tank, so the duration during which the hood remains open.
  • Light of means that the area of action is located above the area of intervention, substantially aligned vertically, but not within the area of intervention.
  • An action sector located "in the vicinity of" the intervention zone may for example involve a step performed on a hood adjacent to the intervention zone, or on a support located on or suspended from the right of a part of the adjacent to the area of intervention.
  • one of the first and second sectors of action is located in the intervention zone and, in said sector of action, an intervention is carried out including the removal or replacement of a hood. by means of the hood gripper; or removing a spent anode assembly or placing a new anode assembly using the anode assembly gripper.
  • At least one of the first and second sectors of action is located in the vicinity of the intervention zone and, in said sector of action, an intervention is carried out including, by means of the hood gripper, the placing a cover previously removed from the intervention zone of the cell, or taking a cover previously deposited, in particular on a cover adjacent to said intervention zone.
  • the method uses a unit comprising at least one support which is designed to receive, temporarily, at least one element belonging to a cell and / or equipment intended to interact with said element for operating the cell. , the support being assembled to the structure suspended in the structure and movably in translation in the transverse direction (Y) relative to the carriage, or shaped to be placed on a cell.
  • at least one of the first and second action sectors is located at a support and, in said action sector, an intervention is performed that includes the manipulation of an assembly. anodic new or worn.
  • a tool of a block works on the tank, while a tool of the other block works on a support.
  • a tool of a block can work on a support while a tool of the other block can work on another support, if at least two supports are provided. For example, positioning a support relative to the intervention zone so that a tool of the service machine can intervene on the support while simultaneously another tool of the service machine is located:
  • the method may include the steps of:
  • the supports are positioned relative to each other and relative to the carriage so that a tool of the service machine can intervene on a support while simultaneously another tool of the service machine is operating on the machine. other support.
  • Performing an intervention on a support may include the removal of a containment bell placed on a pallet placed on the support and / or the discharge of waste in said pallet on an anode assembly placed on the pallet.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an aluminum production installation according to a first embodiment of the invention, showing a unit including suspended and / or mounted supports and a carriage carrying first and second blocks. tools;
  • Figure 2 is a schematic perspective view of the carriage of Figure 1;
  • FIGS. 3a, 3b and 3c illustrate an aluminum production plant according to a second embodiment of the invention, respectively in a plane (X, Z), in sectional view along the line AA of FIG. 3a, and in sectional view along line BB of FIG. 3a, the unit including suspended supports and a carriage carrying first and second tool blocks;
  • Figure 4 is a schematic perspective view of the carriage of Figure 3a;
  • Figures 5a and 5b show an embodiment of a first tool block in two different orientations
  • Figures 6a and 6b show an embodiment of a second block of tools in two different orientations
  • Figures 7 to 11 illustrate steps of an operation of removing an anode assembly used by means of the installation of Figure 1, in which tools of the two blocks can be used in parallel;
  • Figures 12 and 13 illustrate steps of an operation of placing a new anode assembly by means of the installation of Figure 1, in which tools of the two blocks can be used in parallel;
  • Figures 14 to 18 illustrate steps of an operation of removing an anode assembly used by means of the installation of Figure 3a, in which tools of the two blocks can be used in parallel.
  • FIG. 1 schematically represents a plant 1 for producing aluminum by electrolysis, and more particularly an electrolysis room of such an installation 1.
  • the installation 1 comprises a building in which are located several electrolysis cells 2. Each cell 2 extends in a transverse direction Y, and the cells 2 are arranged next to each other in a longitudinal direction X. Between two adjacent cells 2 is provided a transverse access path 4, and to one ends of the cells 2 is formed a longitudinal operating aisle 5 along the installation 1.
  • Each cell comprises a tank 6 having two longitudinal walls 7 and two transverse walls 8, and containing a cathode and an electrolytic bath.
  • the tank 6 has an upper opening 9 located in a substantially horizontal plane.
  • Caps 10 are provided to seal the opening 9 removably.
  • the covers 10 are substantially planar and rectangular. Each cover 10 extends substantially in a horizontal plane, from a transverse wall 8 of the tank 6 to the opposite transverse wall 8, several covers 10 being juxtaposed along the direction Y to allow, together, to seal 9.
  • Each cover 10 is provided with parts 11 that can be grasped in order to remove the cover 10. It should be noted that the arrangement of the parts 1 1 on the covers 10 as shown in FIG. 1 should not be considered as limiting.
  • In the tank 6 are placed several anode assemblies 15.
  • An anode assembly 15 comprises at least one anode 16 in the form of a precooked carbon block, which will be immersed in the electrolytic bath.
  • An anode rod 17 is sealed in the anode 16, all the rods 17 being fixed on the same anodic support 18.
  • an anode assembly 15 comprises four anodes 16 and has a rectangular parallelepipedal shape, which is placed in the tank so as to extend substantially to the right of a single cover 10.
  • the tank 6 and the anode assembly 15 are configured so that the anode assembly 15 can be housed substantially in its entirety in the tank 6, at least so that it does not protrude above the opening 9.
  • the tank 6 receives new anode assemblies 15, that is to say carrying new anodes 16a.
  • anode assembly 15 worn that is to say carrying a used anode 16b, must be removed from the tank 6 to be replaced by a new anode assembly 15.
  • the installation 1 comprises a unit 30, or service unit.
  • the unit 30 comprises a crane 31 which comprises two beams 32 extending in the transverse direction Y.
  • the crane 31 is mounted longitudinally movable on longitudinal rails formed in the vicinity of two transverse end walls 3 of the building.
  • the crane 31 is thus designed to move in the longitudinal direction X above the cells 2 and the operating aisle 5.
  • the unit 30 also comprises a service machine 33.
  • the service machine 33 comprises a carriage 35 mounted on the two beams 32 of the traveling crane 31, movable in the transverse direction Y.
  • the carriage 35 is thus arranged to be able to be positioned above and to the right of each of the hoods 10 of the cells 2.
  • the service machine 33 further comprises a service module 36 mounted on the carriage 35 and having handling and intervention tools. It is specified that, in Figure 1, these tools are shown very schematically.
  • the tools carried by the service module 36 are distributed in a first tool block 100 and a second tool block 200.
  • a tool block can be considered as a kind of envelope containing one or more masts each carrying one or more tools. It can for example be telescopic masts, guided relative to each other in the direction of the height.
  • the up / down motion of the tools can be provided by an electric, pneumatic, or hydraulic actuator.
  • To stop the vertical movement one can also provide sensors and / or a mechanical stop at the upper and lower working ends.
  • the lower part of the mast may further be equipped with mechanisms and actuators for controlling the tool or tools.
  • the first tool block 100 comprises at least a first mast 1 1 1 fixed on the carriage 35, carrying at its bottom one or more tools including a hood gripper 101, and designed so that said tool or tools can be moved substantially in the vertical direction (Z).
  • the second tool block 200 it comprises at least a second mast 21 1 fixed on the carriage 35, carrying at its bottom one or more tools, including an anodic assembly gripper 201, and designed so that said tool or tools can be moved substantially in the vertical direction (Z).
  • the anodic assembly gripper 201 is also called a pulling tool.
  • first and second masts 1 1 1, 21 1 are distinct and independent with respect to the movement for moving the tools in the vertical direction (Z).
  • first and second masts 1 1 1, 21 1 are arranged relative to each other so that the tool (s) of the first tool block 100 can (nt) be used (s) ) in a first action sector 151 at the same time as the tool (s) of the second tool block 200 is (are) used in a second action sector 251 distinct from the first action sector 151 and located at a distance from the first sector of action 151 in projection in a horizontal plane (X, Y) parallel to the longitudinal direction (X) and the transverse direction (Y).
  • the envelopes of the tool blocks 100, 200 are disjoint, and the internal spaces they define have no common part.
  • the first tool block 100 comprises at least a first mast 1 1 1, and here two first masts 1 1 1 1 a, 1 1 1 b which are, in a non-limiting embodiment, telescopic in the vertical direction Z.
  • the first mast 1 1 1 - or each of the first masts 1 1 1 1 a, 1 1 1 b - is fixed on the carriage 35 and, at its lower part, it carries one or several tools, including the hood gripper 101.
  • the hood gripper 101 must be arranged to cooperate with the parts 1 1 of the cover 10. In other words, the hood gripper 101 and parts 1 1 must correspond in terms of shape and layout in space.
  • the parts 1 1 must be located substantially at the longitudinal ends of the covers 10 and not in a more centered manner.
  • the first tool block 100 also comprises at least one - and here two - cleaning tool 120 of the cell 2.
  • the cleaning tool 120 is for example in the form of a bucket bucket .
  • the first tool block 100 is inscribed in a first envelope 160, which can be represented as a parallelepiped, having, for example, faces parallel to the X, Y and Z axes.
  • the first tool block 100 has a median longitudinal plane P1 X parallel to a plane (X, Z) and a median transverse plane P1Y parallel to a plane (Y, Z).
  • the second tool block 200 comprises at least a second mast 21 1, and here two second poles 21 1 a, 21 1 b, which are, in a non-limiting embodiment, telescopic according to the vertical direction Z.
  • the second mast 21 1 - or each of the second masts 21 1 a, 21 1 b - is fixed on the carriage 35 and, at its lower part, it carries one or more tools, the anodic assembly gripper 201.
  • the anodic assembly gripper 201 may also be shaped to be able to grip a containment bell 400.
  • the second tool block 200 also includes at least one tool 220 for breaking the crust that forms during the electrolysis.
  • This tool 220 may for example be in the form of a rotary saw. It could alternatively be a breaker. This tool 220 makes it possible to at least partially break the crust, so as to be able to disengage the spent anode assembly 15 from the crust and then extract it from the vessel 2.
  • the second tool block 200 is inscribed in a second envelope 260, which can be represented as a parallelepiped, having, for example, faces parallel to the X, Y and Z axes.
  • the second tool block 200 has a median longitudinal plane P2X parallel to a plane (X, Z) and a median transverse plane P2Y parallel to a plane (Y, Z).
  • the provision of tools appropriately distributed between two separate blocks allows the use in parallel, so simultaneously, tools of these two blocks.
  • the first tool block 100 will perform the functions of cleaning the tank 6 and handling the covers 10 of the tank 6, while the second tool block 200 will perform the functions of breaking the anode cover crust and manipulation of anode assemblies.
  • the first and the second tool blocks 100, 200 are arranged along the same axis of arrangement which is substantially parallel to the transverse direction (Y). .
  • the median transverse planes P1Y and P2Y of the blocks 100, 200 are substantially parallel.
  • these planes P1Y and P2Y are shown as being merged, but this embodiment should not be considered as limiting.
  • the first and second tool blocks 100, 200 are arranged such that the distance DY in the transverse direction (Y) between the median longitudinal planes P1X, P2X of the first and second tool blocks 100 , 200 is greater than the distance dY in the transverse direction (Y) between the median longitudinal planes of the anode assemblies situated in the tank 6 (see FIGS. 1, 2 and 7).
  • the first and the second tool blocks 100, 200 are arranged along the same axis of arrangement which is substantially parallel to the longitudinal direction ( X).
  • the median longitudinal planes P1 X and P2X of the blocks 100, 200 are substantially parallel.
  • these planes P1 X and P2X are represented as being merged, but this embodiment must not be considered as limiting.
  • the first and second tool blocks 100, 200 are arranged so that the distance DX in the longitudinal direction (X) between the median transverse planes P1Y, P2Y of the first and second tool blocks 100 , 200 is substantially equal to the distance dX in the longitudinal direction (X) between the median transverse planes of two adjacent cells (see Figures 1, 3a and 4).
  • the first tool block comprises a tool that provides both the hood gripper and cleaning tool function.
  • these two tools are distinct.
  • the unit 30 further comprises at least one support 50, 60, 80 designed to receive, temporarily, at least one element belonging to or intended to belong to a cell 2 - such as an anode assembly New or used, a cap 10 or waste 350 electrolysis - and / or equipment for interacting with said element for the operation of the cell 2 - such as a pallet 300 receiving an anode assembly 15, a containment bell 400 for an anode assembly 15 or a refuse bin 500.
  • the pallet 300 is very schematically illustrated.
  • the tools of the service module 36 are mounted on the carriage 35 so as to be placed in a high position in which they do not interfere with the displacement in transverse translation of the support 50, including when the support 50 receives one of said elements and / or one of said equipment.
  • the support 50 can be assembled to the traveling crane 31 suspended therein, and in a translational manner in the transverse direction Y relative to the carriage 35.
  • the unit 30 may comprise two supports 50, namely a first support 51 and a second support 52 which are movable in translation in the transverse direction Y independently of one another.
  • Each support 50 comprises two uprights 55 arranged vis-à-vis one another spaced along the longitudinal direction X and integral in translation in the transverse direction Y for example by means of an electrical control.
  • Each of the supports 50 is assembled to the traveling crane 31, typically via motorized rollers rolling on bearing rails fixed under the beams 32.
  • the movement of a support 50 is therefore independent of the movement of the carriage 35, in the transverse direction Y.
  • one upright 55 is mounted under one beam 32 and the other upright 55 of the same support 50 is mounted under the other beam 32.
  • the movement of the supports 50 - under the beams 32 - does not interfere with the movement of the carriage 35 - on the beams 32.
  • the supports 50 do not comprise a wall in the plane (X, Z), which allows the introduction or the withdrawal of an object towards / from the support 50 by transverse sliding. at the height of the uprights 55.
  • the supports 50 do not have a base wall connecting the lower parts of the uprights 55 in a horizontal plane.
  • a support wall 56 is of course provided for the object received by the support 50, but this support wall 56 is formed on each of the uprights 55, as shown schematically in Figure 3a.
  • stops can be provided on the traveling crane 31 arranged to prevent the translation of the support 50 in the transverse direction Y beyond the cells 2, that is to say In particular, because of their height, the supports 50 could come to strike objects or people present in the operating aisle 5.
  • these stops 59 can be retractable, to extend the travel of the supports in order to adapt to the geometry of the electrolysis room (the operating aisle 5 can be located on the left side or the side law).
  • the unit 30 may comprise one or more supports 80 shaped to be able to be placed on a cell 2.
  • a support 80 may comprise a plate 81 and support means, such as feet 82, so that the support 80 may rest stably above the vessel 6, preferably in the vicinity of an intervention zone.
  • the support 60 can be assembled to the carriage 45, suspended therein, and movably in translation in the transverse direction Y with respect to the carriage 45.
  • the unit 30 comprises four supports 60 which are assembled to the carriage 45, preferably on rails fixed under the carriage 45 and arranged under the traveling crane 31.
  • the carriage 45 comprises:
  • first rails 71 supporting two supports 61, 62 which are dedicated to the first tool block 100 and which are arranged, in projection in a plane (X, Z), to the right of the first tool block 100;
  • second rails 72 supporting two supports 63, 64 which are dedicated to the second tool block 200 and which are arranged, in projection in a plane (X, Z), to the right of the second tool block 200.
  • the supports 61, 62 are movable in translation in the transverse direction Y independently of one another and independently of the carriage 45 (in the limit however of the length of the rails 71 fixed to the carriage 45). It is the same for the supports 63, 64.
  • Each support 60 comprises at least two uprights 55 arranged vis-à-vis one of the other spaced along the longitudinal direction X and integral in translation in the transverse direction Y.
  • each support 60 comprises four posts 55 arranged at the corners of a substantially horizontal bearing wall 56 forming the base wall of the support 60.
  • the supports 60 do not include a wall in the plane (X, Z), which allows the introduction or removal of an object to / from the support 60 by transverse sliding, at the height of the uprights 55 .
  • the support 61 may be used to temporarily store the cover 10 of the intervention zone 600, the support 62 may carry a waste bucket 500, the support 63 may carry a new anode assembly 15, and the support 64 may carry an old anode assembly 15, as well as a gas emission stopping tank of the used anode 16b.
  • Figures 7 to 11 illustrate steps of an operation of removing an anode assembly used by means of the installation according to the first embodiment of Figure 1. Only the steps in which tools of the two blocks can be used in parallel have been represented, it being understood that the global operation has other steps.
  • the description is made in the case where the installation 1 comprises suspended supports 50. However, some steps could be performed with 80 laid supports. In addition, the steps where none of the tools of the two blocks intervene on a support could be implemented with an installation 1 without supports located at the level of the tank 6, but with a support conventionally located in the driveway. exploitation 5.
  • the operation of removing an anode assembly 15 used can be done only with movements in the transverse direction Y.
  • the first and second sectors 151, 251 are then arranged substantially on the same transverse axis.
  • the tank 6 there is at least one spent anode assembly 15, that is to say having at least one used anode 16b, which will have to be removed and then replaced by an anode assembly.
  • the spent anode assembly 15 is in an intervention zone 600 of the cell 2.
  • all the covers 10 are in place on the vessel 6. , including the cover 10 located in the intervention zone 600, that is to say above and to the right of the spent anode assembly.
  • a pallet 300 has been previously loaded on one of the supports 50, here the second support 52, located farthest from the operating aisle 5 and closest to the carriage 35.
  • the pallet 300 is intended to receive the pallet 300.
  • the second support 52 is placed close to the zone of intervention 600.
  • FIG. 7 illustrates a step during which the cover 10 situated in line with the intervention zone 600 is manipulated in order to be removed.
  • the carriage 35 is positioned to the right of the intervention zone 600, with the hood gripper 101, carried by the first mast 1 1 1, located to the right of the hood 10 to remove.
  • the hood gripper 101 is moved downwards - in the embodiment represented by the telescopic movement of the first mast 1 1 1 - until it is possible to grip the parts 1 1 of the cover 10.
  • the cleaning tool 120 - here the two excavators 120 - are located above the cover 10 and thus do not interfere with the gripping of the cover 10.
  • the first action sector 151 is then located in line with the intervention zone 600, at the cover 10.
  • the second support 52 is placed relative to the intervention zone 600 so that, when the first mast 1 1 1 is at the right of the hood 10 to be removed, the second mast 21 1 is to the right of the second support 52 and therefore the containment bell 400 placed on the pallet 300 itself placed on the second support 52. More specifically, the second mast 21 1 has been lowered to allow the anodic assembly gripper 201 to enter the confinement bell 400.
  • This operation is made possible by the fact that the containment bell 400 is provided with an interface for its gripping which is similar or identical to the interface provided on an anode assembly 15 for its gripping, or at least that is compatible with the anodic assembly gripper 201.
  • the second action sector 251 is then located in the vicinity of the intervention zone 600 and at a support 50.
  • the service machine 33 makes it possible, simultaneously, to perform two operations, at two different action sectors 151, 251.
  • the hood gripper 101 has gripped the parts 1 1 of the cover 10 and is substantially in the lower position, while the anodic assembly gripper 201 has gripped the containment chamber 400 and has already raised relative to the pallet 300, in an intermediate position.
  • the hood 10 gripped by the hood gripper 101 must then be deposited adjacent to the intervention zone 600, thus freeing access to the spent anode assembly.
  • the cover 10 is placed on a cover adjacent to the intervention zone 600, as can be seen in FIG.
  • Figure 8 corresponds to an embodiment in which it was sought to optimize the opening time of the vessel 6 and the cycle time.
  • the containment bell 400 has thus been deposited on the first support 51, to release the second tool block 200.
  • the carriage 35 is arranged in such a way that the cover 10 grasped by the hood gripper 101 can be deposited on a hood adjacent to the intervention zone 600, in the first action sector 151.
  • the intervention zone 600 is thus released and the actual removal of the spent anode assembly can be realized.
  • the second support 52 which is the support closest to the intervention zone 600, is ready to receive the used anode assembly.
  • the second tool block 200 is used to extract the used anode assembly from the wear zone. 600 intervention.
  • the tool 220 for breaking up the crust - which is then placed in line with the intervention zone 600 - is lowered, for example by virtue of the telescopic movement of the second arm 21 1, until it enters the tank. 6 through the opening 9 and to reach the crust which has formed in the vicinity of the spent anode assembly, as seen in FIG. 8.
  • the anode assembly gripper 201 has grasped the spent anode assembly.
  • the tool 220 for crust breaking is then implemented until the crust is sufficiently broken so that the spent anode assembly can be lifted out of the vessel 6 by the telescopic displacement of the second mast 21. to the top.
  • the second action sector 251 is located in the intervention zone 600, while the first action sector 151 is located in the vicinity of the intervention zone 600. This is made possible by the fact that DY is greater than the distance dY.
  • the carriage 35 is moved until the second mast 21 1 is at the right of the second support 52 and can deposit the used anode assembly 15 on the pallet 300, as shown in FIG. 9.
  • the first mast 1 1 1 is then at the right of the intervention zone 600, which allows the simultaneous completion of a cleaning operation of the tank 6 in said intervention zone 600.
  • the cleaning tool 120 is lowered - by telescopic displacement of the first mast 1 1 1 until entering the tank 6 through the opening 9 and reach the lower part of the tank 6 where have deposited various waste, including crusts bath.
  • the cleaning tool 120 then proceeds to the cleaning. In the embodiment shown, the shovels catch the waste they will remove from the tank 6.
  • the second action sector 251 is located at the support 52, in the vicinity of the intervention zone 600, while the first action sector 151 is located in the intervention zone 600.
  • this place is constituted by the pallet 300, which thus has the dual function of anode assembly support 15 worn or new - and containment bell 400 - and grab crust.
  • the pallet 300 may comprise a cavity under the laying plane of an anode assembly 15, the cavity being sufficiently sized so as to be able to contain all the waste contained in the intervention zone 600.
  • FIG. 10 illustrates a step of dumping the waste 350 from the cleaning tool 120 to the pallet 300.
  • the second support 52 is located substantially in line with the intervention zone 600, and the first support 51 is close to the second support 52 to come to be placed at the right of the anodic assembly gripper 201. In this way, while the spill is being finished, the anodic assembly gripper 201 can already grasp the containment bell 400 previously deposited on the first support 51.
  • the unit 30 thus makes it possible to perform, in parallel, an intervention by the first tool block 100 (and more specifically by the cleaning tool 120) in a first action sector 151 located at the right of the zone of operation. 600 intervention, and an intervention by the second block of tools 200 (and more precisely by the anodic assembly gripper 201) in a second sector of action 251 located at a support 51, in the vicinity of the intervention area 600.
  • the carriage 35 can then be moved - the supports 51, 52 remaining fixed in the example shown - so that the anodic assembly gripper 201 is positioned to the right of the second support 52 and deposit therein the containment bell 400.
  • the bell Containment 400 can thus, as explained above, cover both the spent anode assembly and the waste 350.
  • the hood gripper 101 Simultaneously with the movement of the anode assembly gripper 201 to the second support 52, the hood gripper 101 has moved towards the hood 10 placed on a hood adjacent to the intervention zone 600, since the masts 1 1 1 and 21 1 are fixed on the carriage 35.
  • the cover 10 is ready to be seized to be put back in place.
  • the first action sector 151 is located in the vicinity of the intervention zone 600
  • the second sector of action 251 is located at a support 52, substantially to the right of the intervention zone 600.
  • the following steps consist of closing the opening 9 of the tank 6 by replacing the cover 10, and bringing the used anode assembly 15 to the operating aisle 5, in order to take it into position. charge for routing to an appropriate treatment area.
  • the description is made in the case where the installation 1 comprises suspended supports 50. However, some steps could be performed with 80 laid supports. In addition, the steps where none of the tools of the two blocks intervene on a support could be implemented with an installation 1 without supports located at the level of the tank 6, but with a support conventionally located in the driveway. exploitation 5.
  • the operation of setting up a new anode assembly can be done only with movements in the transverse direction Y.
  • the intervention zone 600 is covered by a cover 10 which will be removed only at the last moment. and no longer contains spent anode assembly.
  • the carriage 35 is moved on the crane 31 so that the hood gripper 101 is located in line with the intervention zone 600 ( Figure 12).
  • the second support 52 is placed relative to the carriage 35 so that the anode assembly gripper 201 is located at the second support 52 in the vicinity of the intervention zone 600.
  • the first sector of action 151 is thus located at the right of the intervention zone 600, and the second sector of action 251 is located at a support 52, in the vicinity of the intervention zone 600.
  • the hood gripper 101 is lowered to grab a cap 10 and, simultaneously, the anode assembly gripper 201 is raised to raise the containment bell 400 in its intermediate position, with a view to then put on the first support 51 to release access to the new anode assembly 15.
  • FIG. 13 A variant is illustrated in FIG. 13.
  • the configuration of FIG. 13 corresponds to an embodiment in which an attempt has been made to optimize the opening time of the vessel 6 and the cycle time.
  • the containment bell 400 has thus been previously deposited on the first support 51.
  • the second tool block 200 can already grasp the new anode assembly with a view to putting it into position. place in the tank 6, when the cover 10 has been moved.
  • FIGS. 14 to 18 illustrate steps of an operation of removing an anode assembly used by means of the installation according to the second embodiment of FIG. 3a. Only the steps in which tools of the two blocks can be used in parallel have been represented, it being understood that the global operation has other steps.
  • the operation of removal of a spent anode assembly, and the operation of setting up a new anode assembly can be done only with movements in the longitudinal direction X.
  • the first and second sectors 151, 251 are then disposed substantially on the same longitudinal axis.
  • the realization of simultaneous interventions is made possible by the fact that DX is substantially equal to the distance dX.
  • the description is made in the case where the installation 1 comprises suspended supports 60. However, some steps could be performed with 80 laid supports. In addition, the steps where none of the tools of the two blocks intervene on a support could be implemented with an installation 1 without supports located at the level of the tank 6, but with a support conventionally located in the driveway. exploitation 5.
  • the hood gripper 101 belonging to the first tool block 100 grasps the hood 10 of the tank 6 located at the intervention zone 600.
  • the first action sector 151 is therefore located at the right of the intervention zone 600.
  • the anodic assembly gripper 201 belonging to the second tool block 200 has grasped a new anode assembly 15 and placed it on the support 63.
  • the second sector of action 251 is therefore located in the vicinity of the intervention zone 600.
  • the hood gripper 101 belonging to the first tool block 100 deposits the cover 10 which it has previously grasped on the support 61, for its temporary storage.
  • the second block of tools 200 allows the realization of interventions in the tank 6, an intervention zone 600 has been previously released by removing the cover 10.
  • the anodic assembly gripper 201 captures the anode assembly 15 and the tool 220 to break the crust is implemented, until the crust is sufficiently broken so that the used anode assembly 15 can be lifted out of the tank 6, by the telescopic displacement of the second mast 21 1 upwards.
  • the first action sector 151 is therefore located at a support 60, in the vicinity of the intervention zone 600, and the second action sector 251 is located in the intervention zone 600.
  • the cleaning tool 120 belonging to the first tool block 100 is positioned at the right of the intervention zone 600, and will be introduced into the tank 6 to collect the waste 350 present.
  • the anodic assembly gripper 201 belonging to the second tool block 200 having previously grasped the used anode assembly 15, deposits it on the support 64.
  • the first action sector 151 is therefore located in the region of 600, and the second sector of action 251 is located at a support 60, in the vicinity of the intervention zone 600.
  • the cleaning tool 120 belonging to the first tool block 100 is positioned at the right of the support 62 carrying a waste bin 500, and discharges the waste 350 that it has previously collected.
  • the anodic assembly gripper 201 belonging to the second tool block 200 grasps the new anode assembly 15 previously placed on the support 63.
  • the first action sector 151 is therefore located at a support 60, 62 and the second action sector 251 is located at another support 60, 63.
  • the hood gripper 101 belonging to the first tool block 100 grasps the cover 10 previously stored on the support 61.
  • the anodic assembly gripper 201 belonging to the second block 200 comes to place the new anode assembly 15 that he previously entered in the intervention zone 600.
  • the first sector of action 151 is therefore located at a support 60, and the second sector of action 251 is located in the intervention zone 600.
  • the invention provides a decisive improvement to the prior art, and has many advantages among which we can mention:
  • the invention is not limited to the embodiments described above as examples but that it includes all the technical equivalents and variants of the means described as well as their combinations.
  • the invention is not limited to the use of suspended supports, but can also be implemented with supports placed on the cells.

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Abstract

L'installation (1) comprend un module de service (36) monté sur un chariot (35, 45) monté mobile sur un pont roulant (31) s'étendant selon une direction transversale (Y) et se déplaçant selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules (2) contenant des ensembles anodiques (15). Le module de service (36) comporte des outils de manutention et d'intervention répartis entre un premier et un deuxième blocs d'outils (100, 200) comportant au moins un premier et au moins un second mât (111, 211) fixés sur le chariot, portant chacun à sa partie inférieure un ou plusieurs outils et conçus pour que les outils puissent être déplacés sensiblement selon la direction verticale (Z). Les mâts sont dictincts, indépendants en ce qui concerne le mouvement de déplacement vertical des outils et agencés l'un par rapport à l'autre de sorte que les deux blocs d'outils (100, 200) sont disposés le long d'un même axe (X, Y) d'agencement horizontal et présentent chacun un plan (P1X, P1Y, P2X, P2Y) médian, perpendiculaire audit axe (X, Y) d'agencement, la distance entre les deux plans médians des blocs d'outils selon une direction parallèle à l'axe (X, Y) d'agencement étant supérieure à la distance (dX, dY) selon cette même direction entre les plans médians, perpendiculaires audit axe (X, Y) d'agencement, des ensembles anodiques (15) situés dans une cellule (2). Ainsi, le ou les outils du premier bloc (100) peuvent être utilisés dans un premier secteur d'action (151) de la cellule (2) en même temps que le ou les outils du deuxième bloc (200) sont utilisés dans un deuxième secteur d'action (251) distinct du premier et situé à distance du premier secteur d'action (151) en projection dans un plan horizontal (X, Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y).

Description

INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ÉLECTROLYSE IGNÉE
La présente invention concerne une machine de service pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée. L'invention concerne également une unité comprenant un pont roulant et une telle machine de service, une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant une telle unité, ainsi qu'un procédé d'exploitation d'une telle installation.
L'aluminium est classiquement produit dans une installation appelée aluminerie, par électrolyse ignée, selon le procédé de Hall-Héroult.
Une aluminerie comprend traditionnellement, dans un bâtiment, plusieurs centaines de cellules d'électrolyse connectées en série et parcourues par un courant d'électrolyse. Les cellules d'électrolyse s'étendent selon une direction transversale et sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale. Sont ainsi ménagées d'une part une voie d'accès transversale entre deux cellules adjacentes, et d'autre part une allée d'exploitation longitudinale, plus large, à l'extrémité de l'ensemble des cellules. L'allée d'exploitation permet la circulation de véhicules et de personnel à pied.
Une cellule d'électrolyse comprend classiquement une cuve en acier présentant un revêtement intérieur en matériaux réfractaires, et contenant une cathode en matériau carboné et un bain électrolytique dans lequel est dissout de l'alumine. La cellule comprend également plusieurs ensembles anodiques. Chaque ensemble anodique comporte au moins une anode plongée dans ce bain électrolytique et une tige anodique scellée dans l'anode et montée sur un cadre anodique. Les anodes sont généralement réalisées à partir de blocs carbonés cuits préalablement à leur introduction dans la cellule d'électrolyse. En outre, des conducteurs électriques permettent l'acheminement du courant d'électrolyse entre les cellules de l'installation.
La cuve présente une ouverture par laquelle sont introduits les ensembles anodiques. Pour limiter les pertes thermiques et éviter la diffusion de gaz nocifs générés pendant la réaction d'électrolyse hors de la cellule d'électrolyse, il est prévu d'obturer l'ouverture de la cuve avec un ensemble de capots amovibles, généralement placés les uns à côté des autres suivant une direction longitudinale de la cellule d'électrolyse, c'est-à-dire le long de la direction transversale, de sorte à former une enceinte fermée.
Toutefois, les ensembles anodiques sont consommés au cours de la réaction d'électrolyse et doivent donc être remplacés par des ensembles anodiques neufs. Lors d'un changement d'ensemble anodique, certains des capots sont donc retirés pour ouvrir une fenêtre d'accès à l'intérieur de la cuve. L'ensemble anodique usé est extrait de la cellule d'électrolyse à travers cette fenêtre d'accès, au moyen d'un préhenseur d'ensemble anodique, et déposé sur un support, où il est stocké temporairement avant de pouvoir être emmené jusqu'à une zone de revalorisation. Puis les croûtes formées par les produits de couverture introduits périodiquement dans le bain électrolytique sont retirées et déposées dans un dispositif de collecte de croûtes (ou benne à croûtes) avec un outil de nettoyage aussi appelée pelle à croûtes. Cet outil est inséré dans la cellule d'électrolyse à travers la fenêtre d'accès. Un ensemble anodique neuf est ensuite introduit dans la cellule d'électrolyse, via la fenêtre d'accès, à la place de l'ensemble anodique usé, au moyen du préhenseur d'ensemble anodique. Pour finir, les capots amovibles initialement retirés sont replacés pour fermer la fenêtre d'accès.
Ces opérations sont réalisées en grande partie au moyen d'une unité de service comprenant :
un pont roulant qui comporte deux poutres transversales et qui est monté mobile longitudinalement dans le bâtiment au-dessus des cellules d'électrolyse ;
un chariot monté sur les deux poutres du pont roulant de façon mobile selon la direction transversale, et portant des outils de manutention et d'intervention.
Au cours de ces étapes, les éléments et équipements nécessaires, tels que l'ensemble anodique neuf, le support pour ensemble anodique usé et le dispositif de collecte de croûte, sont stockés temporairement à proximité de la cellule d'électrolyse pour laquelle doit être réalisé le changement d'ensemble anodique.
Compte-tenu des dimensions limitées des voies d'accès transversales inter-cuves, qui sont les plus étroites possibles pour rapprocher les cellules d'électrolyse les unes des autres, il est d'usage de stocker les ensembles anodiques neufs et usés et les équipements nécessaires à un changement d'ensemble anodique dans l'allée d'exploitation, à proximité des bords transversaux de la cuve de la cellule d'électrolyse.
De façon concrète, dans les installations connues, le chariot effectue de nombreux allers et retours entre la zone d'intervention sur la cellule et l'emplacement de stockage à l'extrémité de la cellule, pour les opérations d'enlèvement d'un ensemble anodique usé et de mise en place d'un ensemble anodique neuf. Ainsi, par exemple, le chariot est placé au-dessus de la zone d'intervention pour que le préhenseur d'ensemble anodique puisse extraire un ensemble anodique usé, puis le chariot est déplacé jusqu'à l'allée d'exploitation où cet ensemble anodique usé est déposé. Ensuite le chariot revient au- dessus de la zone d'intervention pour que d'autres étapes de cette opération puissent être réalisées, au moyen d'autres outils du chariot, et ainsi de suite. Il s'ensuit que le temps de cycle est relativement long, et ce d'autant plus que l'emplacement de stockage, à l'une des extrémités de la cellule d'électrolyse, est éloigné de la zone d'intervention, le chariot parcourant ainsi en cumulé une distance importante. Ceci influe donc sur le temps global d'intervention sur la cellule.
Pendant la durée du changement d'ensemble anodique, la fenêtre d'accès reste ouverte, si bien que des gaz ou poussières nocifs pour l'homme et/ou l'environnement peuvent être émis à l'extérieur de la cellule. Ainsi, plus le temps d'intervention sur la cellule est important, plus les émissions de gaz sont importantes. Différents systèmes d'aspiration peuvent être prévus pour la captation des gaz émis. Toutefois, dans certains cas, ces systèmes peuvent ne pas être suffisants pour rester en-deçà des seuils limites de rejets imposés par la réglementation.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé une machine de service pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'installation comprenant des cellules qui contiennent des ensembles anodiques et qui sont obturées par des capots, la machine de service comprenant :
un chariot destiné à être monté sur un pont roulant, le pont roulant s'étendant selon une direction transversale (Y) et étant conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules, le chariot étant agencé pour pouvoir se déplacer par rapport au pont roulant selon la direction transversale (Y) et pour pouvoir être positionné au-dessus de et au droit de chacun des capots des cellules ;
un module de service monté sur le chariot et comportant des outils de manutention et d'intervention.
Selon une définition générale, les outils de manutention et d'intervention sont répartis en : - un premier bloc d'outils comportant au moins un premier mât fixé sur le chariot, portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur de capot, et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z) ;
un deuxième bloc d'outils comportant au moins un deuxième mât fixé sur le chariot, portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur d'ensemble anodique, et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z);
les premier et deuxième mâts étant distincts, indépendants en ce qui concerne le mouvement permettant de déplacer les outils selon la direction verticale (Z), et agencés l'un par rapport à l'autre de sorte que les deux blocs d'outils sont disposés le long d'un même axe d'agencement horizontal et présentent chacun un plan médian, perpendiculaire audit axe d'agencement. La distance entre les deux plans médians des blocs d'outils selon une direction parallèle à l'axe d'agencement est alors supérieure à la distance selon cette même direction entre les plans médians, perpendiculaires audit axe d'agencement, des ensembles anodiques situés dans une cellule. Ainsi, le ou les outil(s) du premier bloc d'outils peu(ven)t être utilisé(s) dans un premier secteur d'action en même temps que le ou les outil(s) du deuxième bloc d'outils est (sont) utilisé(s) dans un deuxième secteur d'action distinct du premier secteur d'action et situé à distance du premier secteur d'action en projection dans un plan horizontal (X,Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y).
Ainsi, la machine de service présente une architecture comportant deux blocs d'outils présentant des fonctionnalités distinctes qui pourront travailler sur des séquences d'opérations en parallèle, donc en simultané. Le temps nécessaire à une opération, notamment d'enlèvement d'un ensemble anodique usé ou de mise en place d'un ensemble anodique neuf, est donc réduit, de même que le temps pendant lequel un capot reste ouvert.
A cet effet, les premier et deuxième mâts doivent être agencés l'un par rapport à l'autre d'une part pour ne pas se gêner - c'est-à-dire doivent être suffisamment éloignés l'un de l'autre selon une direction horizontale - et d'autre part pour pouvoir être disposés simultanément chacun au droit de leurs secteurs d'action respectifs.
De façon concrète, un outil d'un bloc peut être utilisé pendant qu'un outil de l'autre bloc est également utilisé, ou au moins pendant que ledit outil de l'autre bloc est déplacé, via un mouvement sensiblement vertical, par exemple via un mouvement télescopique du mât correspondant, en vue d'une utilisation prochaine dudit outil de l'autre bloc.
Un bloc d'outils peut être considéré comme une sorte d'enveloppe contenant le ou les mâts et le ou les outils. Il peut par exemple prendre la forme d'un parallélépipède, ayant par exemple des faces parallèles aux axes X, Y et Z.
Le fait que le premier mât (et le deuxième mât) est fixé sur le chariot n'exclut pas que soit prévu à l'interface du mât et du chariot un dispositif autorisant un faible degré de liberté en rotation autour de l'axe X et/ou de l'axe Y du mât par rapport au chariot. Une telle souplesse limitée permet de réduire les dommages en cas d'impact, notamment.
Selon un premier mode de réalisation, le premier et le deuxième blocs d'outils sont disposés le long d'un axe sensiblement parallèle à la direction transversale (Y) selon laquelle le chariot est mobile. En d'autres termes, les premier et deuxième secteurs d'action sont alors disposés sensiblement sur un même axe transversal.
En pratique, cela ne se traduit pas nécessairement par le fait que le premier mât et le deuxième mât sont situés dans un même plan (Y,Z), ceci dépendant du nombre de mâts et de leur disposition au sein de chacun des blocs d'outils, ainsi que de la disposition des outils par rapport au mât qui les porte, voire à la possible mobilité des outils par rapport au mât qui les porte.
Avec ce premier mode de réalisation, l'opération d'enlèvement d'un ensemble anodique usé, et l'opération de mise en place d'un ensemble anodique neuf, peuvent se faire uniquement avec des mouvements selon la direction transversale Y.
Selon un deuxième mode de réalisation, le premier et le deuxième blocs d'outils sont disposés le long d'un axe sensiblement parallèle à la direction longitudinale (X) orthogonale à la direction transversale (Y) selon laquelle le chariot est mobile.
En d'autres termes, les premier et deuxième secteurs d'action sont alors disposés sensiblement sur un même axe longitudinal.
Dans ce cas, l'opération d'enlèvement d'un ensemble anodique usé, et l'opération de mise en place d'un ensemble anodique neuf, peuvent se faire uniquement avec des mouvements selon la direction longitudinale X.
Le premier bloc d'outils peut en outre comprendre un outil de nettoyage de la cellule - tel qu'une pelle - et/ou le deuxième bloc d'outils peut en outre comprendre un outil pour briser la croûte qui se forme lors de l'électrolyse. Avantageusement, l'outil de nettoyage de la cuve est conformé pour collecter les déchets présents dans la cuve et les évacuer, via la machine de service, et non seulement pour écrémer la surface du bain électrolytique.
Par ailleurs, le préhenseur d'ensemble anodique peut être conformé pour pouvoir également saisir une cloche de confinement.
Selon un deuxième aspect, il est proposé une unité pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'installation comprenant des cellules qui contiennent des ensembles anodiques et qui sont obturées par des capots, l'unité comprenant une structure comportant :
un pont roulant qui comporte deux poutres s'étendant selon une direction transversale (Y) et qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules ;
et une machine de service telle que précédemment décrite. Cette unité peut en outre comporter au moins un support conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant à une cellule - tel qu'un ensemble anodique neuf ou usé, un capot ou des déchets de l'électrolyse - et/ou un équipement destiné à interagir avec ledit élément pour l'exploitation de la cellule - tel qu'une palette recevant un ensemble anodique, une cloche de confinement pour un ensemble anodique ou une benne à déchets.
Ce support peut être assemblé à la structure de façon suspendue sous la structure et de façon mobile en translation selon la direction transversale (Y) par rapport au chariot. En pratique, le support peut être assemblé au pont roulant, de préférence sur des rails fixés sous les poutres, ou au chariot, de préférence sur des rails fixés sous le chariot et disposés sous le pont roulant. On peut également prévoir au moins deux supports qui sont mobiles en translation selon la direction transversale (Y), par rapport au chariot, de préférence mais de façon non limitative indépendamment l'un de l'autre.
En variante, ce support peut être conformé pour pouvoir être posé sur une cellule. Un tel support peut comporter un plateau et des moyens d'appui pour que le support puisse reposer de façon stable au-dessus de la cuve, de préférence au voisinage d'une zone d'intervention.
Grâce à la présence d'au moins un tel support, l'invention permet de stocker temporairement les éléments ou équipements utilisés lors du changement d'ensemble anodique à proximité de la zone d'intervention sur la cellule. De ce fait, il n'est plus nécessaire d'effectuer des mouvements d'aller/retour entre la zone d'intervention sur la cellule et l'allée d'exploitation. Le temps d'intervention s'en trouve donc considérablement réduit, ce qui est avantageux en termes de limitation des rejets, mais également de temps de cycle.
L'invention concerne notamment une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules ; chaque cellule s'étendant selon une direction transversale (Y), les cellules étant disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale (X) en ménageant à l'une de leurs extrémités une allée d'exploitation longitudinale ; chaque cellule pouvant contenir plusieurs ensembles anodiques incluant chacun au moins une anode et une tige anodique ; chaque cellule présentant une ouverture pouvant être obturée par une succession de capots amovibles ; une unité telle que précédemment décrite, le pont roulant étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales du bâtiment.
Selon une réalisation possible, chaque cellule peut contenir plusieurs ensembles anodiques, par exemple sensiblement dans leur intégralité, et en ce que l'ouverture est une ouverture supérieure de la cellule, située dans un plan sensiblement horizontal, chacun des capots étant situé au droit d'un ensemble anodique contenu dans la cellule.
Dans cette installation où les cellules s'ouvrent par le dessus, et non latéralement, l'invention est encore plus avantageuse. En effet, les différentes interventions sur la cellule peuvent se faire au-dessus, voire au droit, de la zone d'intervention, ce qui simplifie les mouvements des outils depuis et vers la cellule. Les outils peuvent par exemple être déplacés par un simple mouvement télescopique du mât qui les porte. En outre, puisque les ensembles anodiques ne dépassent pas au-dessus de l'ouverture des cellules, le déplacement des outils au-dessus des cellules n'est pas entravé, et les outils peuvent ainsi facilement être placés à proximité de n'importe lequel des capots de la cellule, un capot définissant une zone d'intervention.
De plus, une telle configuration permet d'automatiser plus facilement des étapes de différentes interventions sur les cellules, et donc d'utiliser une machine de service sans cabine de pilotage par un opérateur. Ainsi, on s'affranchit des problèmes de visibilité des opérations par l'opérateur. Ceci, cumulé au fait que la sortie des ensembles anodiques peut se faire par le haut - et non pas, comme dans l'art antérieur, d'un côté et de l'autre de la cuve dans deux directions antagonistes - permet de proposer également une machine de service sans dispositif de rotation d'une tourelle porte-outils.
Dans le cas où le premier et le deuxième blocs d'outils sont disposés le long d'un axe sensiblement parallèle à la direction transversale (Y), on peut prévoir que les premier et deuxième blocs d'outils sont agencés de sorte que la distance selon la direction transversale (Y) entre les plans longitudinaux médians des premier et deuxième blocs d'outils soit supérieure à la distance selon la direction transversale (Y) entre les plans longitudinaux médians des ensembles anodiques situés dans la cuve. La distance selon la direction transversale (Y) entre les plans longitudinaux médians des premier et deuxième blocs d'outils peut correspondre à la distance - selon Y - entre les mâts des deux blocs, cette réalisation n'étant toutefois pas limitative.
Cette caractéristique permet de supprimer les risques d'interférence lors de la réalisation d'opération en simultané. La distance entre les plans longitudinaux médians des premier et deuxième blocs d'outils doit être définie en fonction des éléments ou équipements à manipuler (palette d'anode, cloche de confinement, capot, etc.), ceux-ci ayant une largeur forcément supérieure à celle d'un ensemble anodique.
Dans le cas où le premier et le deuxième blocs d'outils sont disposés le long d'un axe sensiblement parallèle à la direction longitudinale (X), on peut prévoir que les premier et deuxième blocs d'outils sont agencés de sorte que la distance selon la direction longitudinale (X) entre les plans transversaux médians des premier et deuxième blocs d'outils soit sensiblement égale à la distance selon la direction longitudinale (X) entre les plans transversaux médians de deux cellules adjacentes.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un procédé d'exploitation d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'installation comprenant des cellules qui contiennent des ensembles anodiques et qui sont obturées par des capots, le procédé utilisant une unité comprenant une structure comportant :
un pont roulant selon une direction transversale (Y) et conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules ;
- et une machine de service comprenant :
• un chariot monté sur le pont roulant et agencé pour pouvoir se déplacer par rapport au pont roulant selon la direction transversale (Y) et pour pouvoir être positionné au-dessus de et au droit de chacun des capots des cellules ;
• un module de service monté sur le chariot et comportant des outils de manutention et d'intervention dont un préhenseur de capot appartenant à un premier bloc d'outils, et un préhenseur d'ensemble anodique appartenant à un deuxième bloc d'outils.
Selon l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à :
déplacer la machine de service de sorte que le préhenseur d'ensemble anodique ou le préhenseur de capot soit situé au droit d'une partie d'une cellule ci-après appelée zone d'intervention ;
utiliser simultanément un outil du premier bloc d'outils dans un premier secteur d'action et un outil du deuxième bloc d'outils dans un deuxième secteur d'action qui est distinct du premier secteur d'action et situé à distance du premier secteur d'action en projection dans un plan horizontal (X,Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y), les premier et deuxième secteurs d'action étant chacun situé dans, au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention.
La zone d'intervention est définie comme la partie d'une cellule située sous un capot et contenant un ensemble anodique. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser en simultané plusieurs opérations effectuées par la machine de service, limitant ainsi le temps global des opérations sur la cuve, donc la durée pendant laquelle le capot reste ouvert.
Par « au droit de », on entend que le secteur d'action est situé au-dessus de la zone d'intervention, de façon sensiblement alignée verticalement, mais pas à l'intérieur de la zone d'intervention.
Un secteur d'action situé « au voisinage de » la zone d'intervention peut par exemple concerner une étape réalisée sur un capot adjacent à la zone d'intervention, ou sur un support situé sur ou suspendu au droit d'une partie de la cuve adjacente à la zone d'intervention.
Selon une réalisation possible, l'un des premier et deuxième secteurs d'action est situé dans la zone d'intervention et, dans ledit secteur d'action, on réalise une intervention incluant l'enlèvement ou la remise en place d'un capot au moyen du préhenseur de capot ; ou le retrait d'un ensemble anodique usé ou la mise en place d'un ensemble anodique neuf au moyen du préhenseur d'ensemble anodique.
Selon une réalisation possible, au moins l'un des premier et deuxième secteurs d'action est situé au voisinage de la zone d'intervention et, dans ledit secteur d'action, on réalise une intervention incluant au moyen du préhenseur de capot, la pose d'un capot préalablement ôté de la zone d'intervention de la cellule, ou la prise d'un capot préalablement déposé, notamment sur un capot adjacent à ladite zone d'intervention.
On peut prévoir que le procédé utilise une unité comportant au moins un support qui est conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant à une cellule et/ou un équipement destiné à interagir avec ledit élément pour l'exploitation de la cellule, le support étant assemblé à la structure de façon suspendue sous la structure et de façon mobile en translation selon la direction transversale (Y) par rapport au chariot, ou conformé pour pouvoir être posé sur une cellule. Dans ce cas, selon une réalisation possible, au moins l'un des premier et deuxième secteurs d'action est situé au niveau d'un support et, dans ledit secteur d'action, on réalise une intervention incluant la manipulation d'un ensemble anodique neuf ou usé.
Ainsi, par exemple, un outil d'un bloc travaille sur la cuve, tandis qu'un outil de l'autre bloc travaille sur un support. En variante, un outil d'un bloc peut travailler sur un support tandis qu'un outil de l'autre bloc peut travailler sur un autre support, si au moins deux supports sont prévus. Par exemple, on positionne un support par rapport à la zone d'intervention de sorte qu'un outil de la machine de service puisse intervenir sur le support pendant que, simultanément, un autre outil de la machine de service est situé :
au droit d'un capot préalablement déposé sur un capot adjacent à ladite zone d'intervention ;
ou au droit de ladite zone d'intervention.
Le procédé peut comprendre les étapes consistant à :
déplacer l'un par rapport à l'autre le chariot et au moins un deuxième support assemblé à la structure de façon suspendue, ou posé sur une cellule, pour positionner ledit deuxième support au-dessus de la cellule, au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention, l'un des premier et deuxième secteurs d'action étant situé au niveau dudit deuxième support ;
réaliser une intervention dans ledit secteur d'action, telle que la pose ou la prise d'une cloche de confinement.
Par exemple, on positionne les supports les uns par rapport aux autres et par rapport au chariot de sorte qu'un outil de la machine de service puisse intervenir sur un support pendant que, simultanément, un autre outil de la machine de service intervient sur l'autre support.
La réalisation d'une intervention sur un support peut inclure l'enlèvement d'une cloche de confinement placée sur une palette posée sur le support et/ou le déversement de déchets dans ladite palette sur un ensemble anodique placé sur la palette.
On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :
La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation de production d'aluminium selon un premier mode de réalisation de l'invention, montrant une unité incluant des supports suspendus et/ou posés et un chariot portant un premier et un deuxième blocs d'outils ;
La figure 2 est une vue schématique en perspective du chariot de la figure 1 ;
Les figures 3a, 3b et 3c illustrent une installation de production d'aluminium selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement dans un plan (X,Z), en vue en coupe selon la ligne AA de la figure 3a, et en vue en coupe selon la ligne BB de la figure 3a, l'unité incluant des supports suspendus et un chariot portant un premier et un deuxième blocs d'outils ; La figure 4 est une vue schématique en perspective du chariot de la figure 3a ;
Les figures 5a et 5b représentent un mode de réalisation d'un premier bloc d'outils selon deux orientations différentes ;
Les figures 6a et 6b représentent un mode de réalisation d'un deuxième bloc d'outils selon deux orientations différentes ;
Les figures 7 à 1 1 illustrent des étapes d'une opération consistant à enlever un ensemble anodique usé au moyen de l'installation de la figure 1 , dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle ;
Les figures 12 et 13 illustrent des étapes d'une opération consistant à mettre en place un ensemble anodique neuf au moyen de l'installation de la figure 1 , dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle ;
Les figures 14 à 18 illustrent des étapes d'une opération consistant à enlever un ensemble anodique usé au moyen de l'installation de la figure 3a, dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle.
La figure 1 représente schématiquement une installation 1 de production d'aluminium par électrolyse, et plus particulièrement une salle d'électrolyse d'une telle installation 1.
L'installation 1 comprend un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules 2 d'électrolyse. Chaque cellule 2 s'étend selon une direction transversale Y, et les cellules 2 sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale X. Entre deux cellules 2 adjacentes est ménagée une voie d'accès 4 transversale, et à l'une des extrémités des cellules 2 est ménagée une allée d'exploitation 5 longitudinale, le long de l'installation 1 .
Chaque cellule comporte une cuve 6 présentant deux parois longitudinales 7 et deux parois transversales 8, et contenant une cathode et un bain électrolytique. La cuve 6 présente une ouverture 9 supérieure située dans un plan sensiblement horizontal. Des capots 10 sont prévus pour obturer l'ouverture 9 de façon amovible. Dans la réalisation représentée, les capots 10 sont sensiblement plans et rectangulaires. Chaque capot 10 s'étend sensiblement dans un plan horizontal, depuis une paroi transversale 8 de la cuve 6 jusqu'à la paroi transversale 8 opposée, plusieurs capots 10 étant juxtaposés le long de la direction Y pour permettre, ensemble, d'obturer l'intégralité de l'ouverture 9. Chaque capot 10 est muni de pièces 1 1 pouvant être saisies afin d'ôter le capot 10. Il est à noter que la disposition des pièces 1 1 sur les capots 10 telle que représentée sur la figure 1 1 ne doit pas être considérée comme limitative. Dans la cuve 6 sont placés plusieurs ensembles anodiques 15. Un ensemble anodique 15 comporte au moins une anode 16 sous la forme d'un bloc carboné précuit, qui sera plongée dans le bain électrolytique. Une tige anodique 17 est scellée dans l'anode 16, toutes les tiges 17 étant fixées sur un même support anodique 18. Dans la réalisation représentée, un ensemble anodique 15 comporte quatre anodes 16 et présente une forme de parallélépipède rectangle, qui est placé dans la cuve de façon à s'étendre sensiblement au droit d'un seul capot 10. La cuve 6 et l'ensemble anodique 15 sont configurés pour que l'ensemble anodique 15 puisse être logé sensiblement dans son intégralité dans la cuve 6, du moins pour qu'il ne dépasse pas au-dessus de l'ouverture 9. La cuve 6 reçoit des ensembles anodiques 15 neufs, c'est-à-dire portant des anodes neuves 16a. Au cours de l'électrolyse, les anodes sont progressivement consommées et deviennent des anodes usées 16b ou mégots (voir figure 3c par exemple). Un ensemble anodique 15 usé, c'est-à-dire portant une anode usée 16b, doit être ôté de la cuve 6 pour être remplacé par un ensemble anodique 15 neuf.
Pour effectuer les opérations de changement d'ensemble anodique 15, notamment, l'installation 1 comprend une unité 30, ou unité de service.
L'unité 30 comprend un pont roulant 31 qui comporte deux poutres 32 s'étendant selon la direction transversale Y. Le pont roulant 31 est monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales 3 du bâtiment. Le pont roulant 31 est ainsi conçu pour se déplacer selon la direction longitudinale X au-dessus des cellules 2 et de l'allée d'exploitation 5.
L'unité 30 comprend également une machine de service 33. La machine de service 33 comprend un chariot 35 monté sur les deux poutres 32 du pont roulant 31 , de façon mobile selon la direction transversale Y. Le chariot 35 est ainsi agencé pour pouvoir être positionné au-dessus de et au droit de chacun des capots 10 des cellules 2. La machine de service 33 comprend en outre un module de service 36 monté sur le chariot 35 et comportant des outils de manutention et d'intervention. Il est précisé que, sur la figure 1 , ces outils sont représentés de façon très schématique.
Selon l'invention, les outils portés par le module de service 36 sont répartis en un premier bloc d'outils 100 et un deuxième bloc d'outils 200.
Un bloc d'outils peut être considéré comme une sorte d'enveloppe contenant un ou plusieurs mâts portant chacun un ou plusieurs outils. Il peut par exemple s'agir de mâts télescopiques, guidés les uns par rapport aux autres dans le sens de la hauteur. Le mouvement de montée/descente des outils peut être assuré par un actionneur électrique, pneumatique, ou hydraulique. Pour stopper le mouvement vertical, on peut en outre prévoir des capteurs et/ou une butée mécanique aux extrémités de travail haute et basse. La partie inférieure du mât peut en outre être équipée de mécanismes et actionneurs permettant de commander le ou les outils.
Plus précisément, le premier bloc d'outils 100 comporte au moins un premier mât 1 1 1 fixé sur le chariot 35, portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur de capot 101 , et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z). Quant au deuxième bloc d'outils 200, il comporte au moins un deuxième mât 21 1 fixé sur le chariot 35, portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur d'ensemble anodique 201 , et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z). Le préhenseur d'ensemble anodique 201 est également appelé outil d'arrachage.
De plus, selon l'invention, les premier et deuxième mâts 1 1 1 , 21 1 sont distincts et indépendants en ce qui concerne le mouvement permettant de déplacer les outils selon la direction verticale (Z). De plus, les premier et deuxième mâts 1 1 1 , 21 1 sont agencés l'un par rapport à l'autre de sorte que le ou les outil(s) du premier bloc d'outils 100 puisse(nt) être utilisé(s) dans un premier secteur d'action 151 en même temps que le ou les outil(s) du deuxième bloc d'outils 200 est (sont) utilisé(s) dans un deuxième secteur d'action 251 distinct du premier secteur d'action 151 et situé à distance du premier secteur d'action 151 en projection dans un plan horizontal (X,Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y).
En d'autres termes, les enveloppes des blocs d'outils 100, 200 sont disjointes, et les espaces internes qu'elles définissent n'ont pas de partie commune.
Le premier bloc d'outils 100, illustré sur les figures 5a et 5b, comporte au moins un premier mât 1 1 1 , et ici deux premiers mâts 1 1 1 a, 1 1 1 b qui sont, selon une réalisation non limitative, télescopiques selon la direction verticale Z. A sa partie supérieure, le premier mât 1 1 1 - ou chacun des premiers mâts 1 1 1 a, 1 1 1 b - est fixé sur le chariot 35 et, à sa partie inférieure, il porte un ou plusieurs outils, dont le préhenseur de capot 101. Il est précisé que le préhenseur de capot 101 doit être agencé pour pouvoir coopérer avec les pièces 1 1 du capot 10. En d'autres termes, le préhenseur de capot 101 et les pièces 1 1 doivent se correspondre du point de vue de la forme et de la disposition dans l'espace. Ainsi, avec des préhenseurs de capot 101 disposés sensiblement aux extrémités longitudinales du premier bloc d'outil 100, comme illustré sur les figures 5a et 5b, les pièces 1 1 doivent être situées sensiblement aux extrémités longitudinales des capots 10 et non de façon davantage centrée comme représenté à titre d'exemple sur la figure 1. Dans la réalisation représentée, le premier bloc d'outils 100 comporte également au moins un - et ici deux - outil de nettoyage 120 de la cellule 2. L'outil de nettoyage 120 se présente par exemple sous la forme d'une pelle à godets.
Le premier bloc d'outils 100 est inscrit dans une première enveloppe 160, qui peut être représentée comme un parallélépipède, ayant par exemple des faces parallèles aux axes X, Y et Z. Le premier bloc d'outils 100 présente un plan longitudinal médian P1 X parallèle à un plan (X,Z) et un plan transversal médian P1Y parallèle à un plan (Y,Z).
Le deuxième bloc d'outils 200, illustré sur les figures 6a et 6b, comporte au moins un deuxième mât 21 1 , et ici deux deuxième mâts 21 1 a, 21 1 b, qui sont, selon une réalisation non limitative, télescopiques selon la direction verticale Z. A sa partie supérieure, le deuxième mât 21 1 - ou chacun des deuxièmes mâts 21 1 a, 21 1 b - est fixé sur le chariot 35 et, à sa partie inférieure, il porte un ou plusieurs outils, dont le préhenseur d'ensemble anodique 201 . Le préhenseur d'ensemble anodique 201 peut également être conformé pour pouvoir saisir une cloche de confinement 400.
Dans la réalisation représentée, le deuxième bloc d'outils 200 comporte également au moins un outil 220 pour briser la croûte qui se forme lors de l'électrolyse. Cet outil 220 peut par exemple se présenter sous la forme d'une scie rotative. Il pourrait en variante s'agir d'un piqueur. Cet outil 220 permet de briser au moins partiellement la croûte, de façon à pouvoir désengager l'ensemble anodique 15 usé de la croûte pour ensuite l'extraire de la cuve 2.
Le deuxième bloc d'outils 200 est inscrit dans une deuxième enveloppe 260, qui peut être représentée comme un parallélépipède, ayant par exemple des faces parallèles aux axes X, Y et Z. Le deuxième bloc d'outils 200 présente un plan longitudinal médian P2X parallèle à un plan (X,Z) et un plan transversal médian P2Y parallèle à un plan (Y,Z). Le fait de prévoir des outils répartis de façon appropriée entre deux blocs distincts permet l'utilisation en parallèle, donc en simultané, des outils de ces deux blocs. Ainsi, dans la réalisation représentée, le premier bloc d'outils 100 réalisera les fonctions de nettoyage de la cuve 6 et de manipulation des capots 10 de la cuve 6, tandis que le deuxième bloc d'outils 200 réalisera les fonctions consistant à briser la croûte de couverture d'anode et de manipulation des ensembles anodiques.
Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 et 2, le premier et le deuxième blocs d'outils 100, 200 sont disposés le long d'un même axe d'agencement qui est sensiblement parallèle à la direction transversale (Y). En d'autres termes, les plans transversaux médians P1Y et P2Y des blocs 100, 200 sont sensiblement parallèles. Sur la figure 2, ces plans P1Y et P2Y sont représentés comme étant confondus, mais cette réalisation ne doit pas être considérée comme limitative.
Selon ce premier mode de réalisation, les premier et deuxième blocs d'outils 100, 200 sont agencés de sorte que la distance DY selon la direction transversale (Y) entre les plans longitudinaux médians P1X, P2X des premier et deuxième blocs d'outils 100, 200 soit supérieure à la distance dY selon la direction transversale (Y) entre les plans longitudinaux médians des ensembles anodiques situés dans la cuve 6 (voir figures 1 , 2 et 7).
Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur les figures 3a à 3c et 4, le premier et le deuxième blocs d'outils 100, 200 sont disposés le long d'un même axe d'agencement qui est sensiblement parallèle à la direction longitudinale (X). En d'autres termes, les plans longitudinaux médians P1 X et P2X des blocs 100, 200 sont sensiblement parallèles. Sur la figure 4, ces plans P1 X et P2X sont représentés comme étant confondus, mais cette réalisation ne doit pas être considérée comme limitative.
Selon ce deuxième mode de réalisation, les premier et deuxième blocs d'outils 100, 200 sont agencés de sorte que la distance DX selon la direction longitudinale (X) entre les plans transversaux médians P1Y, P2Y des premier et deuxième blocs d'outils 100, 200 soit sensiblement égale à la distance dX selon la direction longitudinale (X) entre les plans transversaux médians de deux cellules adjacentes (voir figures 1 , 3a et 4).
II est à noter que, dans le deuxième mode de réalisation tel qu'illustré, le premier bloc d'outils comprend un outil qui assure à la fois la fonction de préhenseur de capot et d'outil de nettoyage. Il est toutefois possible, en variante, de prévoir que ces deux outils soient distincts.
Selon une réalisation non limitative, l'unité 30 comporte en outre au moins un support 50, 60, 80 conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant ou destiné à appartenir à une cellule 2 - tel qu'un ensemble anodique 15 neuf ou usé, un capot 10 ou des déchets 350 de l'électrolyse - et/ou un équipement destiné à interagir avec ledit élément pour l'exploitation de la cellule 2 - tel qu'une palette 300 recevant un ensemble anodique 15, une cloche de confinement 400 pour un ensemble anodique 15 ou une benne à déchets 500. Sur la figure 1 , la palette 300 est illustrée de façon très schématique.
Les outils du module de service 36 sont montés sur le chariot 35 de façon à pouvoir être placés dans une position haute dans laquelle ils ne gênent pas le déplacement en translation transversale du support 50, y compris lorsque le support 50 reçoit un desdits éléments et/ou un desdits équipements. Selon un mode de réalisation, illustré sur la figure 1 , le support 50 peut être assemblé au pont roulant 31 de façon suspendue sous celui-ci, et de façon mobile en translation selon la direction transversale Y par rapport au chariot 35.
L'unité 30 peut comporter deux supports 50, à savoir un premier support 51 et un deuxième support 52 qui sont mobiles en translation selon la direction transversale Y indépendamment l'un de l'autre. Chaque support 50 comprend deux montants 55 agencés en vis-à-vis l'un de l'autre de façon espacée selon la direction longitudinale X et solidaires en translation selon la direction transversale Y par exemple au moyen d'un asservissement électrique.
Chacun des supports 50 est assemblé au pont roulant 31 , typiquement via des galets motorisés roulant sur des rails de roulements fixés sous les poutres 32. Le mouvement d'un support 50 est donc indépendant du mouvement du chariot 35, dans la direction transversale Y. En pratique, un montant 55 est monté sous une poutre 32 et l'autre montant 55 du même support 50 est monté sous l'autre poutre 32. Le mouvement des supports 50 - sous les poutres 32 -ne gêne donc pas le mouvement du chariot 35 - sur les poutres 32.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , les supports 50 ne comprennent pas de paroi dans le plan (X,Z), ce qui permet la mise en place ou le retrait d'un objet vers/depuis le support 50 par coulissement transversal, à la hauteur des montants 55. En outre, dans ce mode de réalisation, les supports 50 ne possèdent pas de paroi de base reliant les parties inférieures des montants 55 dans un plan horizontal. Une paroi d'appui 56 est bien entendu prévue pour l'objet reçu par le support 50, mais cette paroi d'appui 56 est ménagée sur chacun des montants 55, comme représenté schématiquement sur la figure 3a.
En outre, comme illustré schématiquement sur la figure 7, il peut être prévu sur le pont roulant 31 des butées 59 agencées pour empêcher la translation du support 50 selon la direction transversale Y au-delà des cellules 2, c'est-à-dire en particulier au droit de l'allée d'exploitation 5. En effet, de par leur hauteur, les supports 50 pourraient venir heurter des objets ou des personnes présents dans l'allée d'exploitation 5. Pour des raisons de symétrie des salles d'électrolyse, ces butées 59 peuvent être rétractables, afin de prolonger la course des supports dans le but de s'adapter à la géométrie de la salle d'électrolyse (l'allée d'exploitation 5 pouvant être située du côté gauche ou du côté droit).
Selon une variante de ce premier mode de réalisation, l'unité 30 peut comporter un ou plusieurs supports 80 conformé pour pouvoir être posé sur une cellule 2. Un tel support 80 peut comporter un plateau 81 et des moyens d'appui, tels que des pieds 82, pour que le support 80 puisse reposer de façon stable au-dessus de la cuve 6, de préférence au voisinage d'une zone d'intervention.
Généralement, il est prévu soit un ou plusieurs supports 50 suspendus, soit un ou plusieurs supports 80 posés, mais pas les deux.
Selon un autre mode de réalisation, illustré sur les figures 3a à 3c, le support 60 peut être assemblé au chariot 45, de façon suspendue sous celui-ci, et de façon mobile en translation selon la direction transversale Y par rapport au chariot 45.
Par exemple, l'unité 30 comprend quatre supports 60 qui sont assemblés au chariot 45, de préférence sur des rails fixés sous le chariot 45 et disposés sous le pont roulant 31. Dans la réalisation représentée, le chariot 45 comprend :
des premiers rails 71 supportant deux supports 61 , 62 qui sont dédiés au premier bloc d'outils 100 et qui sont disposés, en projection dans un plan (X,Z), au droit du premier bloc d'outils 100 ;
et des deuxièmes rails 72 supportant deux supports 63, 64 qui sont dédiés au deuxième bloc d'outils 200 et qui sont disposés, en projection dans un plan (X,Z), au droit du deuxième bloc d'outils 200.
Les supports 61 , 62 sont mobiles en translation selon la direction transversale Y indépendamment l'un de l'autre et indépendamment du chariot 45 (dans la limite cependant de la longueur des rails 71 fixés au chariot 45). Il en va de même pour les supports 63, 64.
Chaque support 60 comprend au moins deux montants 55 agencés en vis-à-vis l'un de l'autre de façon espacée selon la direction longitudinale X et solidaires en translation selon la direction transversale Y. Dans la réalisation représentée, chaque support 60 comprend quatre montants 55 agencés aux angles d'une paroi d'appui 56 sensiblement horizontale formant la paroi de base du support 60.
Par ailleurs, les supports 60 ne comprennent pas de paroi dans le plan (X,Z), ce qui permet la mise en place ou le retrait d'un objet vers/depuis le support 60 par coulissement transversal, à la hauteur des montants 55.
De façon concrète, le support 61 pourra servir pour stocker temporairement le capot 10 de la zone d'intervention 600, le support 62 pourra porter une benne à déchets 500, le support 63 pourra porter un ensemble anodique 15 neuf, et le support 64 pourra porter un ensemble anodique 15 usé, ainsi qu'un bac d'arrêt d'émission de gaz de l'anode usée 16b. On se réfère à présent aux figures 7 à 1 1 qui illustrent des étapes d'une opération consistant à enlever un ensemble anodique usé au moyen de l'installation selon le premier mode de réalisation de la figure 1 . Seules les étapes dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle ont été représentées, étant entendu que l'opération globale comporte d'autres étapes.
Il est par ailleurs précisé que la description est effectuée dans le cas où l'installation 1 comporte des supports 50 suspendus. Toutefois, certaines étapes pourraient être réalisées avec des supports 80 posés. En outre, les étapes où aucun des outils des deux blocs n'intervient sur un support pourraient être mises en œuvre avec une installation 1 dépourvue de supports situés au niveau de la cuve 6, mais avec un support classiquement disposé dans l'allée d'exploitation 5.
Avec ce premier mode de réalisation, l'opération d'enlèvement d'un ensemble anodique 15 usé peut se faire uniquement avec des mouvements selon la direction transversale Y. En d'autres termes, les premier et deuxième secteurs d'action 151 , 251 sont alors disposés sensiblement sur un même axe transversal.
Comme illustré sur la figure 7, dans la cuve 6 se trouve - au moins - un ensemble anodique 15 usé, c'est-à-dire comportant au moins une anode usée 16b, qu'il va falloir retirer puis remplacer par un ensemble anodique 15 neuf, au moyen de l'unité 30. Cet ensemble anodique 15 usé se trouve dans une zone d'intervention 600 de la cellule 2. Dans la configuration représentée sur la figure 7, tous les capots 10 sont en place sur la cuve 6, y compris le capot 10 situé dans la zone d'intervention 600, c'est-à-dire au-dessus de et au droit de l'ensemble anodique 15 usé.
Une palette 300 a été préalablement chargée sur l'un des supports 50, ici le deuxième support 52, situé le plus loin de l'allée d'exploitation 5 et le plus près du chariot 35. La palette 300 est destinée à recevoir l'ensemble anodique 15 usé lorsqu'il sera sorti de la cuve 6. Elle ne porte donc pas d'ensemble anodique, mais en revanche elle peut avantageusement porter une cloche de confinement 400. Le deuxième support 52 est placé à proximité de la zone d'intervention 600.
La figure 7 illustre une étape au cours de laquelle le capot 10 situé au droit de la zone d'intervention 600 est manipulé en vue d'être ôté.
Le chariot 35 se positionne au droit de la zone d'intervention 600, avec le préhenseur de capot 101 , porté par le premier mât 1 1 1 , situé au droit du capot 10 à ôter. Le préhenseur de capot 101 est déplacé vers le bas - dans le mode de réalisation représenté grâce au mouvement télescopique du premier mât 1 1 1 - jusqu'à pouvoir saisir les pièces 1 1 du capot 10. Dans cette position, l'outil de nettoyage 120 - ici les deux pelles 120 - sont situées au-dessus du capot 10 et ne gênent donc pas la préhension du capot 10. Le premier secteur d'action 151 est alors situé au droit de la zone d'intervention 600, au niveau du capot 10.
Comme on le voit sur la figure 7, le deuxième support 52 est placé par rapport à la zone d'intervention 600 de sorte que, lorsque le premier mât 1 1 1 est au droit du capot 10 à ôter, le deuxième mât 21 1 est au droit du deuxième support 52 et donc de la cloche de confinement 400 placée sur la palette 300 elle-même placée sur le deuxième support 52. Plus précisément, le deuxième mât 21 1 s'est abaissé pour permettre au préhenseur d'ensemble anodique 201 de saisir la cloche de confinement 400. Cette opération est rendue possible par le fait que la cloche de confinement 400 est pourvue d'une interface pour sa préhension qui est similaire ou identique à l'interface prévue sur un ensemble anodique 15 pour sa préhension, ou du moins qui est compatible avec le préhenseur d'ensemble anodique 201.
Le deuxième secteur d'action 251 est alors situé au voisinage de la zone d'intervention 600 et au niveau d'un support 50.
De par le fait que les outils sont répartis en deux blocs disjoints, la machine de service 33 permet, simultanément, la réalisation de deux opérations, au niveau de deux secteurs d'action 151 , 251 différents.
Dans la configuration de la figure 7, le préhenseur de capot 101 a saisi les pièces 1 1 du capot 10 et se trouve sensiblement en position basse, tandis que le préhenseur d'ensemble anodique 201 a saisi la cloche de confinement 400 et l'a déjà soulevée par rapport à la palette 300, dans une position intermédiaire.
Le capot 10 saisi par le préhenseur de capot 101 doit ensuite être déposé à côté de la zone d'intervention 600, libérant ainsi l'accès vers l'ensemble anodique 15 usé. Dans le mode de réalisation illustré, le capot 10 est posé sur un capot adjacent à la zone d'intervention 600, comme on le voit sur la figure 8.
La configuration de la figure 8 correspond à un mode de réalisation dans lequel on a cherché à optimiser le temps d'ouverture de la cuve 6 et le temps de cycle. La cloche de confinement 400 a ainsi été déposée sur le premier support 51 , pour libérer le deuxième bloc d'outils 200.
Sur la figure 8, le chariot 35 est disposé de telle sorte que le capot 10 saisi par le préhenseur de capot 101 puisse être déposé sur un capot adjacent à la zone d'intervention 600, dans le premier secteur d'action 151 . La zone d'intervention 600 est donc libérée et l'enlèvement proprement dit de l'ensemble anodique 15 usé peut être réalisé. De plus, le deuxième support 52, qui est le support situé le plus près de la zone d'intervention 600, est prêt à recevoir l'ensemble anodique 15 usé.
En parallèle de l'action réalisée par le préhenseur de capot 101 - c'est-à-dire le premier bloc d'outils 100 - le deuxième bloc d'outils 200 est utilisé pour extraire l'ensemble anodique 15 usé de la zone d'intervention 600.
A cet effet, l'outil 220 pour briser la croûte - qui se trouve alors placé au droit de la zone d'intervention 600 - est abaissé, par exemple grâce au mouvement télescopique du deuxième bras 21 1 , jusqu'à pénétrer dans la cuve 6 par l'ouverture 9 et à atteindre la croûte qui s'est formée au voisinage de l'ensemble anodique 15 usé, comme on le voit sur la figure 8. Dans cette configuration, en outre, le préhenseur d'ensemble anodique 201 a saisi l'ensemble anodique 15 usé. L'outil 220 pour briser la croûte est alors mis en œuvre, jusqu'à ce que la croûte soit suffisamment brisée pour que l'ensemble anodique 15 usé puisse être soulevé hors de la cuve 6, par le déplacement télescopique du deuxième mât 21 1 vers le haut.
Dans cette étape, le deuxième secteur d'action 251 est situé dans la zone d'intervention 600, tandis que le premier secteur d'action 151 est situé au voisinage de la zone d'intervention 600. Ceci est rendu possible par le fait que DY est supérieure à la distance dY.
Au cours d'une étape suivante, le chariot 35 est déplacé jusqu'à ce que le deuxième mât 21 1 se situe au droit du deuxième support 52 et puisse déposer l'ensemble anodique 15 usé sur la palette 300, comme illustré sur la figure 9. Le premier mât 1 1 1 se trouve alors au droit de la zone d'intervention 600, ce qui permet la réalisation simultanée d'une opération de nettoyage de la cuve 6 dans ladite zone d'intervention 600. Pour ce faire, l'outil de nettoyage 120 est abaissé - par déplacement télescopique du premier mât 1 1 1 jusqu'à pénétrer dans la cuve 6 par l'ouverture 9 et à atteindre la partie inférieure de la cuve 6 où se sont déposés divers déchets, notamment des croûtes de bain. L'outil de nettoyage 120 procède alors au nettoyage. Dans le mode de réalisation représenté, les pelles attrapent les déchets qu'elles vont ôter de la cuve 6.
Dans cette étape, le deuxième secteur d'action 251 est situé au niveau du support 52, au voisinage de la zone d'intervention 600, tandis que le premier secteur d'action 151 est situé dans la zone d'intervention 600.
L'outil de nettoyage 120 doit alors libérer les déchets 350 ramassés en un lieu approprié. Selon une réalisation avantageuse, illustrée sur la figure 10, ce lieu est constitué par la palette 300, qui a donc la double fonction de support d'ensemble anodique 15 usé ou neuf - et de cloche de confinement 400 - et de benne à croûte. A cet effet, la palette 300 peut comporter une cavité sous le plan de pose d'un ensemble anodique 15, la cavité étant suffisamment dimensionnée de façon à pouvoir contenir tous les déchets contenus dans la zone d'intervention 600.
Ceci est avantageux sur de nombreux points. En effet, il n'est pas nécessaire de prévoir une benne à croûte séparée, ceci limitant en outre les flux de matériel dans l'installation ; de plus le déversement des déchets 350 peut se faire à proximité immédiate de la zone d'intervention 600, limitant ainsi le temps d'ouverture du capot 10 ; en outre, un seul objet, à savoir la cloche de confinement 400, pourra dans une étape ultérieure recouvrir à la fois l'ensemble anodique 15 usé et les déchets 350, qui sont les deux composants émettant des gaz nocifs.
La figure 10 illustre une étape de déversement des déchets 350 de l'outil de nettoyage 120 vers la palette 300. Sur cette figure, le deuxième support 52 est situé sensiblement au droit de la zone d'intervention 600, et le premier support 51 est rapproché du deuxième support 52 jusqu'à venir se placer au droit du préhenseur d'ensemble anodique 201 . De la sorte, alors que le déversement est en train de se finir, le préhenseur d'ensemble anodique 201 peut déjà saisir la cloche de confinement 400 préalablement déposée sur le premier support 51 .
L'unité 30 permet ainsi la réalisation en parallèle d'une intervention par le premier bloc d'outils 100 (et plus précisément par l'outil de nettoyage 120) dans un premier secteur d'action 151 situé au droit de la zone d'intervention 600, et d'une intervention par le deuxième bloc d'outils 200 (et plus précisément par le préhenseur d'ensemble anodique 201 ) dans un deuxième secteur d'action 251 situé au niveau d'un support 51 , au voisinage de la zone d'intervention 600.
Le chariot 35 peut alors être déplacé - les supports 51 , 52 restant fixes dans l'exemple représenté - pour que le préhenseur d'ensemble anodique 201 vienne se positionner au droit du deuxième support 52 et y déposer la cloche de confinement 400. La cloche de confinement 400 peut ainsi, comme exposé précédemment, recouvrir à la fois l'ensemble anodique 15 usé et les déchets 350. Simultanément au mouvement du préhenseur d'ensemble anodique 201 vers le deuxième support 52, le préhenseur de capot 101 s'est déplacé en direction du capot 10 posé sur un capot adjacent à la zone d'intervention 600, puisque les mâts 1 1 1 et 21 1 sont fixés sur le chariot 35. Ainsi, comme illustré sur la figure 1 1 , le capot 10 est prêt à être saisi pour être remis en place. Dans cette configuration, le premier secteur d'action 151 est situé au voisinage de la zone d'intervention 600, et le deuxième secteur d'action 251 est situé au niveau d'un support 52, sensiblement au droit de la zone d'intervention 600.
Les étapes suivantes (non représentées) consistent à refermer l'ouverture 9 de la cuve 6 en remettant en place le capot 10, et à apporter l'ensemble anodique 15 usé vers l'allée d'exploitation 5, en vue de sa prise en charge pour son acheminement vers une zone de traitement appropriée.
On se réfère à présent aux figures 12 à 13 qui illustrent des étapes d'une opération consistant à mettre en place un ensemble anodique neuf au moyen de l'installation selon le premier mode de réalisation de la figure 1. Seules les étapes dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle ont été représentées, étant entendu que l'opération globale comporte d'autres étapes.
Il est par ailleurs précisé que la description est effectuée dans le cas où l'installation 1 comporte des supports 50 suspendus. Toutefois, certaines étapes pourraient être réalisées avec des supports 80 posés. En outre, les étapes où aucun des outils des deux blocs n'intervient sur un support pourraient être mises en œuvre avec une installation 1 dépourvue de supports situés au niveau de la cuve 6, mais avec un support classiquement disposé dans l'allée d'exploitation 5.
Avec ce premier mode de réalisation, l'opération de mise en place d'un ensemble anodique neuf peut se faire uniquement avec des mouvements selon la direction transversale Y.
On a préalablement placé sur le deuxième support 52 une palette 300 portant un ensemble anodique 15 neuf, de préférence couvert par une cloche de confinement 400. La zone d'intervention 600 est couverte par un capot 10 qui ne sera ôté qu'au dernier moment, et ne contient plus d'ensemble anodique 15 usé.
Le chariot 35 est déplacé sur le pont roulant 31 pour que le préhenseur de capot 101 soit situé au droit de la zone d'intervention 600 (figure 12). En outre, le deuxième support 52 est placé par rapport au chariot 35 de sorte que le préhenseur d'ensemble anodique 201 soit situé au droit du deuxième support 52, au voisinage de la zone d'intervention 600. Le premier secteur d'action 151 est ainsi situé au droit de la zone d'intervention 600, et le deuxième secteur d'action 251 est situé au niveau d'un support 52, au voisinage de la zone d'intervention 600.
Dans la réalisation de la figure 12, le préhenseur de capot 101 est abaissé pour venir saisir un capot 10 et, simultanément, le préhenseur d'ensemble anodique 201 est relevé pour soulever la cloche de confinement 400 dans sa position intermédiaire, en vue de la poser ensuite sur le premier support 51 pour libérer l'accès à l'ensemble anodique 15 neuf.
Une variante est illustrée sur la figure 13. La configuration de la figure 13 correspond à un mode de réalisation dans lequel on a cherché à optimiser le temps d'ouverture de la cuve 6 et le temps de cycle. La cloche de confinement 400 a ainsi été préalablement déposée sur le premier support 51 . De ce fait, alors que le deuxième bloc d'outils intervient pour la préhension du capot 10 placé sur la zone d'intervention 600, le deuxième bloc d'outils 200 peut déjà saisir l'ensemble anodique 15 neuf en vue de le mettre en place dans la cuve 6, lorsque le capot 10 aura été déplacé.
Puis, une fois l'ensemble anodique 15 neuf placé dans la cuve 6, le capot 10 peut être remis en place, cette étape n'étant pas représentée.
On se réfère à présent aux figures 14 à 18 qui illustrent des étapes d'une opération consistant à enlever un ensemble anodique usé au moyen de l'installation selon le deuxième mode de réalisation de la figure 3a. Seules les étapes dans lesquelles des outils des deux blocs peuvent être utilisés en parallèle ont été représentées, étant entendu que l'opération globale comporte d'autres étapes.
Dans ce cas, l'opération d'enlèvement d'un ensemble anodique usé, et l'opération de mise en place d'un ensemble anodique neuf, peuvent se faire uniquement avec des mouvements selon la direction longitudinale X. En d'autres termes, les premier et deuxième secteurs d'action 151 , 251 sont alors disposés sensiblement sur un même axe longitudinal. Dans ce mode de réalisation, la réalisation d'interventions en simultanées est rendue possible par le fait que DX est sensiblement égale à la distance dX.
Il est par ailleurs précisé que la description est effectuée dans le cas où l'installation 1 comporte des supports 60 suspendus. Toutefois, certaines étapes pourraient être réalisées avec des supports 80 posés. En outre, les étapes où aucun des outils des deux blocs n'intervient sur un support pourraient être mises en œuvre avec une installation 1 dépourvue de supports situés au niveau de la cuve 6, mais avec un support classiquement disposé dans l'allée d'exploitation 5.
Dans la configuration illustrée sur la figure 14, le préhenseur de capot 101 appartenant au premier bloc d'outils 100 saisit le capot 10 de la cuve 6 situé au niveau de la zone d'intervention 600. Le premier secteur d'action 151 est donc situé au droit de la zone d'intervention 600. Simultanément, le préhenseur d'ensemble anodique 201 appartenant au deuxième bloc d'outils 200 a saisi un ensemble anodique 15 neuf et l'a placé sur le support 63. Le deuxième secteur d'action 251 est donc situé au voisinage de la zone d'intervention 600. Dans la configuration illustrée sur la figure 15, le préhenseur de capot 101 appartenant au premier bloc d'outils 100 dépose le capot 10 qu'il a préalablement saisi sur le support 61 , pour son stockage temporaire. Simultanément, le deuxième bloc d'outils 200 permet la réalisation d'interventions dans la cuve 6 dont une zone d'intervention 600 a été précédemment libérée par enlèvement du capot 10. Ainsi, le préhenseur d'ensemble anodique 201 saisit l'ensemble anodique 15 usé et l'outil 220 pour briser la croûte est mis en œuvre, jusqu'à ce que la croûte soit suffisamment brisée pour que l'ensemble anodique 15 usé puisse être soulevé hors de la cuve 6, par le déplacement télescopique du deuxième mât 21 1 vers le haut.
Le premier secteur d'action 151 est donc situé au niveau d'un support 60, au voisinage de la zone d'intervention 600, et le deuxième secteur d'action 251 est situé dans la zone d'intervention 600.
Il est à noter que le passage de la configuration de la figure 14 à celle de la figure 15 implique un déplacement du pont roulant 31 selon la direction longitudinale X, ce mouvement pouvant être effectué en temps masqué.
Dans la configuration illustrée sur la figure 16, l'outil de nettoyage 120 appartenant au premier bloc d'outils 100 est positionné au droit de la zone d'intervention 600, et sera introduit dans la cuve 6 pour collecter les déchets 350 présents. Simultanément, le préhenseur d'ensemble anodique 201 appartenant au deuxième bloc d'outils 200, ayant auparavant saisi l'ensemble anodique 15 usé, le dépose sur le support 64. Le premier secteur d'action 151 est donc situé dans la zone d'intervention 600, et le deuxième secteur d'action 251 est situé au niveau d'un support 60, au voisinage de la zone d'intervention 600.
Dans la configuration illustrée sur la figure 17, l'outil de nettoyage 120 appartenant au premier bloc d'outils 100 est positionné au droit du support 62 portant une benne à déchets 500, et déverse les déchets 350 qu'il a précédemment collectés. Simultanément, le préhenseur d'ensemble anodique 201 appartenant au deuxième bloc d'outils 200 saisit l'ensemble anodique 15 neuf précédemment placé sur le support 63. Le premier secteur d'action 151 est donc situé au niveau d'un support 60, 62 et le deuxième secteur d'action 251 est situé au niveau d'un autre support 60, 63.
Enfin, dans la configuration illustrée sur la figure 18, le préhenseur de capot 101 appartenant au premier bloc d'outils 100 vient saisir le capot 10 préalablement stocké sur le support 61. Simultanément, le préhenseur d'ensemble anodique 201 appartenant au deuxième bloc d'outils 200 vient placer l'ensemble anodique 15 neuf qu'il a précédemment saisi dans la zone d'intervention 600. Le premier secteur d'action 151 est donc situé au niveau d'un support 60, et le deuxième secteur d'action 251 est situé dans la zone d'intervention 600.
Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, et présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer :
- la réduction du temps de cycle du changement d'ensemble anodique sans intervention d'un opérateur au sol pour ouvrir la cuve ;
la limitation au minimum du temps d'ouverture de la cuve, c'est-à-dire de « mise à nu » du bain. Ceci est obtenu par la limitation des allers et retours du chariot vers l'allée d'exploitation, et par le fait que les capots ne sont ôtés qu'au dernier moment avant l'intervention dans la cuve, et sont remis en place au plus tôt après l'intervention sur la cuve ;
la possibilité d'utiliser la cloche de confinement comme moyen de préhension intermédiaire pour prendre et déposer la palette, ce qui permet de limiter le nombre de moyens de levage sur la machine de service ;
- la limitation du nombre d'équipements spécifiques, lorsque la palette fait office de benne à déchets ;
l'utilisation d'un seul objet, à savoir la cloche de confinement, pour couvrir les deux éléments sortant de la cuve et émettant des gaz toxiques, à savoir l'anode usée et les déchets sortis par la pelle ;
- la mise en place au plus tôt de la cloche de confinement ;
la réalisation des différentes opérations uniquement avec un mouvement horizontal dans une seule direction, ce qui simplifie considérablement à la fois l'architecture de l'installation et son procédé d'exploitation, et améliore la compacité de l'unité dans l'une des directions horizontales.
II va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. En particulier, l'invention ne se limite pas à l'utilisation de supports suspendus, mais peut également être mise en œuvre avec des supports posés sur les cellules.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant au moins une cellule (2) pouvant contenir plusieurs ensembles anodiques (15) incluant chacun au moins une anode (16, 16a, 16b) et une tige anodique (17) et présentant une ouverture (9) pouvant être obturée par une succession de capots (10) amovibles ;
une unité (30) pour l'exploitation d'une installation (1 ) de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'unité (30) comportant : o un pont roulant (31 ) s'étendant selon une direction transversale (Y), qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus de la au moins une cellule (2) ;
o une machine de service (33) pour l'exploitation d'une installation (1 ) de production d'aluminium par électrolyse ignée ; la machine de service (33) comprenant :
un chariot (35, 45) monté sur un pont roulant (31 ), le chariot (35, 45) étant agencé pour pouvoir se déplacer par rapport au pont roulant (31 ) selon la direction transversale (Y) ;
un module de service (36) monté sur le chariot (35, 45) et comportant des outils de manutention et d'intervention ;
les outils de manutention et d'intervention étant répartis en :
un premier bloc d'outils (100) comportant au moins un premier mât (1 1 1 ) fixé sur le chariot (35, 45), portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur de capot (101 ), et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z) ;
un deuxième bloc d'outils (200) comportant au moins un deuxième mât (21 1 ) fixé sur le chariot (35, 45), portant à sa partie inférieure un ou plusieurs outils dont un préhenseur d'ensemble anodique (201 ), et conçu pour que ledit ou lesdits outils puissent être déplacé(s) sensiblement selon la direction verticale (Z) ;
les premier et deuxième mâts (1 1 1 , 21 1 ) étant distincts, indépendants en ce qui concerne le mouvement permettant de déplacer les outils selon la direction verticale (Z), et agencés l'un par rapport à l'autre de sorte que les deux blocs (100, 101 ) d'outils sont disposés le long d'un même axe (X, Y) d'agencement horizontal et présentent chacun un plan (P1 X, P1Y, P2X, P2Y) médian, perpendiculaire audit axe (X, Y) d'agencement, la distance entre les deux plans (P1 X, P1Y, P2X, P2Y) médians des blocs d'outils selon une direction parallèle à l'axe (X, Y) d'agencement étant supérieure à la distance (dX, dY) selon cette même direction entre les plans médians, perpendiculaires audit axe (X, Y) d'agencement, des ensembles anodiques (15) situés dans une cellule (2), de sorte que le ou les outil(s) du premier bloc d'outils (100) puisse(nt) être utilisé(s) dans un premier secteur d'action (151 ) de la cellule (2) en même temps que le ou les outil(s) du deuxième bloc d'outils (200) est (sont) utilisé(s) dans un deuxième secteur d'action (251 ) distinct du premier secteur d'action (151 ) et situé à distance du premier secteur d'action (151 ) en projection dans un plan horizontal (X,Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y).
2. Installation selon la revendication 1 , dans laquelle l'ouverture (9) est une ouverture supérieure de la cellule (2), située dans un plan sensiblement horizontal, chacun des capots (10) étant situé au droit d'un ensemble anodique (15) contenu dans la cellule (2).
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'axe d'agencement des deux blocs d'outils est un axe sensiblement parallèle à la direction transversale (Y) selon laquelle le chariot (35, 45) est mobile, les plans médians étant des plans longitudinaux.
4. Installation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'axe d'agencement des deux blocs d'outils est un axe sensiblement parallèle à la direction longitudinale (X) orthogonale à la direction transversale (Y) selon laquelle le chariot (35, 45) est mobile, les plans médians étant des plans transversaux.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier bloc d'outils (100) de la machine de service (33) comprend en outre un outil de nettoyage (120) de la cellule (2) - tel qu'une pelle.
6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le deuxième bloc d'outils (200) de la machine de service (33) comprend en outre un outil (220) pour briser la croûte qui se forme lors de l'électrolyse.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le préhenseur d'ensemble anodique (201 ) est conformé pour pouvoir également saisir une cloche de confinement (400).
8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant de plus au moins un support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64, 80) qui est conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant à une cellule (2) et/ou un équipement destiné à interagir avec ledit élément pour l'exploitation de la cellule (2), et qui est assemblé à la structure de façon suspendue sous la structure et de façon mobile en translation selon la direction transversale (Y) par rapport au chariot (35, 45) ;
ou qui est conformé pour pouvoir être posé sur une cellule (2).
9. Procédé d'exploitation d'une installation (1 ) de production d'aluminium par électrolyse ignée selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes consistant à :
déplacer la machine de service (33) de sorte que le préhenseur d'ensemble anodique (201 ) ou le préhenseur de capot (101 ) soit situé au droit d'une partie de la au moins une cellule (2) ci-après appelée zone d'intervention (600) ;
utiliser simultanément un outil du premier bloc d'outils (100) dans un premier secteur d'action (151 ) et un outil du deuxième bloc d'outils (200) dans un deuxième secteur d'action (251 ) qui est distinct du premier secteur d'action (151 ) et situé à distance du premier secteur d'action (151 ) en projection dans un plan horizontal (X,Y) parallèle à la direction longitudinale (X) et à la direction transversale (Y), les premier et deuxième secteurs d'action (151 , 251 ) étant chacun situé dans, au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention (600).
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'un des premier et deuxième secteurs d'action (151 , 251 ) est situé dans la zone d'intervention (600), et, dans ledit secteur d'action (151 , 251 ), on réalise une intervention incluant l'enlèvement ou la remise en place d'un capot (10) au moyen du préhenseur de capot (101 ) ; ou le retrait d'un ensemble anodique (15) usé ou la mise en place d'un ensemble anodique (15) neuf au moyen du préhenseur d'ensemble anodique (201 ).
1 1 . Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel au moins l'un des premier et deuxième secteurs d'action (151 , 251 ) est situé au voisinage de la zone d'intervention (600), et en ce que, dans ledit secteur d'action (151 , 251 ), on réalise une intervention incluant au moyen du préhenseur de capot (101 ), la pose d'un capot (10) préalablement ôté de la zone d'intervention (600) de la cellule (2), ou la prise d'un capot (10) préalablement déposé, notamment sur un capot adjacent à ladite zone d'intervention (600).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 , dans lequel l'installation comporte au moins un support (50, 60, 80) qui est conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant à une cellule (2) et/ou un équipement destiné à interagir avec ledit élément pour l'exploitation de la cellule (2), le support (50, 60, 80) étant assemblé à la structure de façon suspendue sous la structure et de façon mobile en translation selon la direction transversale (Y) par rapport au chariot (35, 45), ou conformé pour pouvoir être posé sur une cellule, le procédé étant tel qu'au moins l'un des premier et deuxième secteurs d'action (151 , 251 ) est situé au niveau d'un support (50, 60, 80), et que, dans ledit secteur d'action (151 , 251 ), on réalise une intervention incluant la manipulation d'un ensemble anodique (15) neuf ou usé.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, comprenant les étapes consistant à :
déplacer l'un par rapport à l'autre le chariot (35, 45) et au moins un deuxième support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64, 80) assemblé à la structure de façon suspendue, ou posé sur une cellule, pour positionner ledit deuxième support au-dessus de la cellule
(2), au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention (600), l'un des premier et deuxième secteurs d'action (151 , 251 ) étant situé au niveau dudit deuxième support ; réaliser une intervention dans ledit secteur d'action (151 , 251 ), telle que la pose ou la prise d'une cloche de confinement (400).
14. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13, dans lequel la réalisation d'une intervention sur un support (50, 60, 80) inclut l'enlèvement d'une cloche de confinement (400) placée sur une palette (300) posée sur le support (50, 60, 80), et/ou le déversement de déchets (350) dans ladite palette (300) sur un ensemble anodique (15) placé sur la palette (300).
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