WO2016128634A1 - Unité pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium - Google Patents

Unité pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium Download PDF

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WO2016128634A1
WO2016128634A1 PCT/FR2016/050135 FR2016050135W WO2016128634A1 WO 2016128634 A1 WO2016128634 A1 WO 2016128634A1 FR 2016050135 W FR2016050135 W FR 2016050135W WO 2016128634 A1 WO2016128634 A1 WO 2016128634A1
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WO
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support
carriage
path
anode assembly
intervention
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/050135
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English (en)
Inventor
Abel VALERIO
Original Assignee
Fives Ecl
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Publication date
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Publication of WO2016128634A1 publication Critical patent/WO2016128634A1/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
    • C25C3/14—Devices for feeding or crust breaking
    • 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
    • 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
    • C25C3/10—External supporting frames or structures

Definitions

  • the present invention relates to a unit for the operation of an aluminum production plant by igneous electrolysis.
  • the invention also relates to an igneous electrolysis aluminum production plant including such a unit, and a method of operating such an installation using this unit.
  • 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 and deposited on a support, where it is stored temporarily before it can be taken to a revaluation zone. Then 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. Finally, 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.
  • this storage solution has a number of disadvantages, as it leads to a congestion of the operating aisle, which can hinder the movement of vehicles and personnel, or degrade visibility for staff on foot or drivers of vehicles. This therefore requires to provide an extended operating aisle, so an increased structural cost (building, civil engineering ...), and / or additional security measures.
  • this storage location at one end of the electrolysis cell, is remote from the area of intervention.
  • the service unit carriage travels a substantial distance between the intervention zone and the storage location at the end of the cell.
  • the various successive steps of the anode assembly change process require several round trips between the intervention zone and the storage location, this affecting 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.
  • 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 discharge thresholds.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a unit for operating an igneous electrolysis aluminum production plant, the installation comprising cells which contain anode assemblies and which are closed with hoods, the unit comprising a structure comprising:
  • a traveling crane that is adapted to move in a longitudinal direction above the cells
  • a service machine comprising:
  • a carriage assembled to the traveling crane in a movable manner along a first pathway which extends in a transverse direction (Y), and arranged to be positioned above and to the right of each of the hoods of the cells;
  • a service module mounted on the trolley and comprising handling and intervention tools, including an anodic assembly gripper and a hood gripper.
  • the structure further comprises a second path of movement, distinct from and parallel to the first path, and the unit further comprises at least one support:
  • a cell - which is adapted to receive, temporarily, at least one element belonging to a cell - such as a new or worn anode assembly, a hood or waste electrolysis - and / or equipment intended to interact with said element for the operation of the cell - such as a pallet receiving an anode assembly, a containment bell for an anode assembly or a waste container;
  • the invention makes it possible to temporarily store the elements or equipment used during the change of anode assembly near the zone of intervention 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 support can be preloaded the necessary equipment in the vicinity of the operating aisle, the hood of the area where the unit must intervene remaining closed.
  • the support can be preloaded with an empty pallet to receive the used anode assembly, a waste bucket or a bell confinement and, when it comes to setting up a new anode assembly, the support can be preloaded with a pallet receiving this new anode assembly.
  • the support preloaded it can be moved to be disposed near the area of intervention.
  • the operations necessary to change the anode can then begin, and it is only from this moment that the hood is removed.
  • the cover can be replaced by the hood gripper present on the service machine.
  • the support can be moved, according to the needs related to the current step of the operation, in the space between the cells and the bridge, to be disposed closest to the place where said step, that is to say the location of use of the element or the equipment received by the support or that must be received by the support during said step.
  • anodic assembly gripper it is possible for the anodic assembly gripper to be mounted on the carriage in a fixed manner in the longitudinal direction (X) and / or in the transverse direction (Y).
  • the anodic assembly gripper can thus be moved to the right of any cell, by moving the carriage in the transverse direction or by moving the carriage. crane in the longitudinal direction.
  • the control of the displacement of the anodic assembly gripper with respect to one or the other of the longitudinal direction and the transverse direction is thus simplified.
  • the unit comprises at least two supports that are movable in translation along the second path of movement, and therefore with respect to the carriage.
  • the two supports are movable in translation in the transverse direction (Y), with respect to the carriage, independently of one another, for example on two distinct sections of the second path of travel. This makes it possible to obtain greater flexibility in the movements of the supports, and to temporarily store more elements or equipment closer to the intervention zone, thereby further improving the intervention time.
  • the support may include:
  • the support wall may comprise a base wall connecting the two uprights to their lower part.
  • the support may be devoid of base wall connecting the two uprights, a support wall then being formed on each of the uprights. This configuration makes it possible to limit the weight of the support and the overall height of the latter.
  • the support wall may alternatively be equipped with a system enabling it to be retracted, and / or with a system for locking the load.
  • the support may also be devoid of side wall extending in a vertical and longitudinal plane, to allow the introduction or removal of an element or equipment in a translational movement in the transverse direction between two amounts.
  • the service module comprises:
  • a first tool block comprising at least a first telescopic mast in the vertical direction (Z), the first mast being fixed on the carriage and carrying at its bottom the bonnet gripper;
  • a second tool block comprising at least a second telescopic mast in the vertical direction (Z), the second mast being fixed on the carriage and carrying at its lower part the anode assembly gripper; the first and second masts being separate and independent with respect to their telescopic movement.
  • 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 service module may further include a cell cleaning tool - such as a shovel - and / or a tool to break the crust that forms during electrolysis.
  • a cell cleaning tool - such as a shovel - and / or a tool to break the crust that forms during 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.
  • the cleaning tool of the cell can be integrated in the first block of tools, and / or the tool for breaking the crust can be integrated in the second block of tools.
  • the anode assembly gripper can also be configured to grip a containment bell.
  • the tools of the service module are mounted on the carriage so as to be placed in a high position in which they do not interfere with the displacement in transverse translation of the support moving along the second path of movement, including when the support receives one of said elements and / or one of said equipment.
  • the carriage is assembled to the traveling crane in a mobile manner on transverse rails fixed to transverse beams of the traveling crane, for example on rails fixed to the beams, that is to say on an opposite side to the cells, so that the carriage is supported on the beams.
  • the second displacement path is fixed with respect to the first path of travel, and the support is assembled to the traveling crane movably on transverse rails fixed to transverse girders of the traveling crane, for example under the beams opposite the carriage.
  • the support or supports are thus independent of the carriage. For example, an amount of the support can be assembled under a beam of the bridge, the other amount of the support being assembled under the other beam of the bridge, the supports moving together so as to remain vis-a-vis in the direction longitudinal.
  • This first embodiment has a certain number of advantages: compactness (especially in the transverse direction Y), hence the possibility of reaching more locations in the building; independence of the movements of the support (s) and the carriage, resulting in greater flexibility.
  • the traveling crane comprises stops arranged to prevent the translation of the support in the transverse direction beyond the cells.
  • This provision aims to prevent, in particular, that the supports can move over the operating aisle. Indeed, these supports could hinder movement in the large aisle or collide with people or objects. In contrast, the carriage remains free to move over the operating aisle.
  • the second displacement path is movable in the transverse direction relative to the first travel path
  • the support is movably assembled to the carriage along the second travel path on transverse rails fixed to the carriage. and arranged under the crane, for example on rails fixed under the carriage and arranged under the crane.
  • the supports can be located, as the carriage, above the operating aisle.
  • first and second tool blocks may be fixed on the carriage in an offset manner in the longitudinal direction and for the carriage to comprise:
  • first rails supporting two supports which are dedicated to the first block of tools and which are arranged, in projection in a plane (X, Z), to the right of the first block of tools, forming a first section of the second pathway ; and second rails supporting two supports which are dedicated to the second block of tools and which are arranged, in projection in a plane (X, Z), to the right of the second block of tools, forming a second section of the second channel of displacement.
  • the invention may include at least one of the following provisions:
  • a containment bell may be provided, designed to create at least part of an enclosure preventing the emission of gas, this bell having attachment means that can be grasped by the anodic assembly gripper, for example means for fastening similar or identical to the attachment means provided on the anode assembly;
  • a pallet that can be placed on the support and intended to receive a new or worn anode assembly possibly capped with a bell of containment.
  • the pallet may comprise substantially vertical arms vis-à-vis and having at their upper part returns directed towards each other. These returns can be arranged to cooperate with a containment bell, so that the lifting of the bell, by a suitable tool of the unit, via said returns, the uprising of the pallet.
  • the number of lifting means on the service machine of the unit can be decreased, the same lifting means can be used to lift different equipment or elements.
  • the pallet can serve as a waste container.
  • a single pallet ensuring the reception of both an anode assembly and waste.
  • a single containment bell can cover the two elements leaving the tank and emitting toxic gases, namely the spent anode assembly and the waste.
  • the invention relates to an igneous electrolysis aluminum production plant, 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, for example substantially in their entirety, several anode assemblies each including at least one anode and an anode rod; each cell having an upper opening located in a substantially horizontal plane that can be closed by a succession of removable covers each located in line with an anode assembly contained in the cell;
  • the traveling crane being mounted longitudinally movable on longitudinal rails formed in the vicinity of two transverse end walls of the building.
  • 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 process using a unit comprising a structure comprising:
  • a traveling crane designed to move in a longitudinal direction (X) above the cells
  • a service machine comprising:
  • a carriage assembled to the traveling crane movably in a first pathway extending in a transverse direction (Y), and arranged 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 an anodic assembly gripper and a hood gripper;
  • the method comprises the steps of:
  • intervention zone moving the carriage along the first path of travel so that the anode assembly gripper or the hood gripper is located in line with a portion of a cell hereinafter called the intervention zone;
  • an intervention in said intervention zone 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;
  • 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 grip the hood by the service machine, and not manually, and perform the various interventions, including the temporary storage of elements or equipment, in the immediate vicinity of the area of intervention. This limits the overall duration of intervention, so the duration during which the hood remains open.
  • the support is generally placed in the vicinity of the intervention zone. However, for certain stages, it can be placed at the right of the intervention zone.
  • the method may include the step of positioning the support with respect to the area of intervention so that a tool of the service machine can intervene on the support while simultaneously another tool of the service machine is located in line with the said intervention zone.
  • a tool "located at the right of said intervention zone” can either intervene in said intervention zone, or move to / from said intervention zone - typically by vertical translation - to intervene or following an intervention .
  • This feature of the method may imply that the tools are mounted on fixed poles with respect to the carriage in a horizontal plane.
  • the method may further include the steps of:
  • an intervention in the vicinity of the intervention zone including, by means of the hood gripper, the installation of a cover previously removed from the intervention zone of the cell, or the taking of a cover previously deposited, in particular on a hood adjacent to said intervention zone.
  • the method may comprise the step of moving the support along the second path and positioning it relative to the intervention zone so that a tool of the service machine can intervene on the support during simultaneously, another tool of the service machine is located right of said deposited cover. Performing several operations simultaneously reduces the time during which the hood remains open. A provision of the tools fixedly relative to the carriage in a horizontal plane may be required.
  • the method may comprise the steps of:
  • the method comprises the step of moving the supports along the second path so that a tool of the service machine can intervene on a support while simultaneously another tool of the service machine is involved. on the other support.
  • the method may comprise the step of moving the support to one end of the cells, in the vicinity of a longitudinal operating aisle of the installation, to allow the transfer of an anode assembly used the support to the operating aisle, or a new anode assembly from the operating aisle to the support by means of the service machine.
  • the supports move above the cells, but not at the right of the operating aisle.
  • the carriage is preferably provided to be able to be positioned at the right of the driveway.
  • Performing an intervention on the 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.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of an aluminum production plant according to one embodiment of the invention, showing a unit including supports and a carriage carrying tools;
  • Figure 2 is a view of the installation in the X direction;
  • Figure 3 is a detail view of the installation in the Y direction, showing the carriage and the supports;
  • Figures 4a and 4b show an embodiment of a first block of tools in two different orientations
  • Figures 5a and 5b show an embodiment of a second block of tools in two different orientations
  • Figures 6, 7a, 8, 9, 10, 11, 12a, 13, 14, 15, 16, 17a and 18 illustrate successive steps of an operation of removing a spent anode assembly
  • FIGS. 7b, 7c, 7d are detailed views of the installation during the step corresponding to FIG. 7a, and respectively illustrate: a confinement bell arranged on a pallet resting on a support and gripped by a gripper of FIG. anode assembly; a detail of the anodic assembly gripper; and a cell whose hood is grasped by a hood gripper;
  • Fig. 12b is a detail view of the plant at the step corresponding to Fig. 12a showing the dumping of the waste by the cleaning tool into a pallet supported on a support;
  • Figure 17b is a detailed view of the installation in the step corresponding to Figure 17a, showing an anode assembly gripper seizing a containment bell, and causing the lifting of a pallet resting on a support;
  • Figures 19 to 27 illustrate successive steps of an operation of setting up a new anode
  • Figures 28, 29 and 30 illustrate an aluminum production plant according to another embodiment of the invention, respectively in a plane (X, Z), in sectional view along the line AA of Figure 28, and in sectional view along line BB of FIG.
  • 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.
  • 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.
  • the anodes are gradually consumed and become used anodes 16b or butts (see Figure 2).
  • An 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 traveling crane 31 which comprises at least one beam, and in general two beams 32, extending in the transverse direction Y.
  • the traveling crane 31 is mounted longitudinally on longitudinal rails arranged in the vicinity of two walls. cross end 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.
  • At least two so-called displacement paths are provided.
  • the two displacement paths are distinct from one another, parallel and extend substantially in the transverse direction (Y).
  • the two displacement paths can be fixed relative to each other.
  • the beams 32 of the crane 31 act as a rail support for the two pathways.
  • the two paths of movement may be movable relative to each other.
  • the beams 32 of the traveling crane 31 act as a rail support for one of the two travel lanes, and the other lane of travel can be formed on a carriage 35 movable relative to the traveling crane 31.
  • the unit 30 also comprises a service machine 33.
  • the service machine 33 comprises a carriage 35 mounted on the traveling crane 31, movable in a first pathway extending in the transverse direction Y.
  • the first way of displacement may be formed by transverse rails fixed on an upper side of the beams 32, that is to say on one side opposite the cells 2, so that the carriage 35 rests on the beams 32.
  • the carriage 35 is thus arranged to be positioned above and to the right of each of the covers 10 of the cells 2.
  • the service machine 33 further comprises a service module 36 mounted on the carriage 35 and having tools handling and intervention. It is specified that, in Figure 1, these tools are shown very schematically.
  • the service module 36 comprises in particular a hood gripper 101 and an anodic assembly gripper 201, also known as a tear-off tool.
  • the tools carried by the service module 36 are distributed in a first tool block 100 and a second tool block 200.
  • 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 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 more tools, including the gripper Hood 101.
  • the hood gripper 101 must be arranged to cooperate with the parts 1 1 of the cover 10.
  • the hood gripper 101 and the parts 1 1 must correspond in shape and the arrangement in space.
  • the parts 1 1 must be located substantially at the longitudinal ends of the covers 10 and not more centrally as shown by way of example in Figure 1.
  • 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 second tool block 200 comprises at least one second mast 21 1, and here two second poles 21 1 a, 21 1 b, which are telescopic in 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, including the anodic assembly gripper 201.
  • 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.
  • first and second masts 1 1 1, 21 1 are distinct and independent with respect to their telescopic movement.
  • the unit 30 further comprises at least one support 50 which is assembled to the traveling crane 31 or the carriage 35, so as to be able to move in translation along the second displacement path.
  • the second path of displacement can then be formed by transverse rails fixed on the lower side, directed towards the cells 2, beams 32, so that the support 50 is suspended under the traveling crane 31.
  • the support 50 is designed to receive, temporarily, at least one element belonging to or destined to belong to a cell 2 - such as a new or worn anode assembly 15, a hood 10 or electrolysis waste 350 - and / or equipment intended to interact with said element for the exploitation 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 waste bin 500. On the 1, the pallet 300 is illustrated very schematically.
  • 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.
  • FIGS. 1 to 27 relating to a first embodiment of the invention.
  • the unit 30 comprises 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.
  • 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, and the carriage moving along the first path of the beams 32 of the traveling crane 31 does not interfere with the supports 50 moving along the second path beneath the beams 32 of the traveling crane 31, and vice versa.
  • an amount 55 is mounted under a beam 32 and the other leg 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 longitudinal plane (X, Z), which makes it possible to place or withdraw an object towards / from the support 50 by sliding transverse, 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 illustrated schematically in FIG.
  • stops 59 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).
  • 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 the closest to the carriage 35.
  • the pallet 300 is intended to receive the spent anode assembly 15 when it leaves the vessel 6. It does not therefore bear anode assembly, but on the other hand it can advantageously carry a containment bell 400.
  • the pallet 300 comprises a substantially horizontal plate 301 which can rest on a support 50, in particular on the support walls 56, as shown in FIG. 3.
  • the pallet 300 also comprises vertical arms 302 which, in the position of the 6, each extend in a transverse plane (Y, Z), and facing each other along the longitudinal direction X.
  • a return 303 is provided on each of the arms 302, the returns 303 being directed towards each other, that is to say towards the inside of the pallet 300.
  • a guide member 304 may be provided to ensure the good grip of the pallet 300 by the containment chamber 400, as will be seen later, to facilitate the introduction of an object on the pallet 300 in a translational movement parallel to the arms 302 and the plate 301, and to impart acceptable stability during horizontal movements.
  • this guide member 304 is formed between a return 303 and the corresponding arm 302, and may have faces inclined both in a transverse plane (Y, Z) (see Figure 2) than in a longitudinal plane (X, Z) ( Figure 3).
  • an anode assembly 15 used that is to say having at least one used anode 16b, which will have to be removed and replace with a new anode assembly 15, by means of the
  • the spent anode assembly 15 is in an intervention zone 600 of the cell 2.
  • all the hoods 10 are in place on the tank 6, including the hood 10 located therein. in the intervention zone 600, that is to say above and to the right of the used anode assembly.
  • the second support 52 will be placed near the intervention zone 600.
  • FIGS. 7a to 7d illustrate, in different views, a subsequent step during which the cover 10 located at the right of 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 January 1 - until the parts 1 1 of the cover 10 can be grasped, as illustrated in FIGS. 7a and 7d.
  • the cleaning tool 120 - here the two shovels 120 - are located above the cover 10 and do not interfere with the gripping of 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 of the containment bell 400 placed on the pallet 300 itself placed on the second support 52.
  • the service machine 33 allows, at the same time, the realization of another operation, at the second support 52, via at least one tool carried by the second mast 21 1.
  • the second mast 21 1 has lowered to allow the anodic assembly gripper 201 to enter the containment chamber 400.
  • This operation is made possible by the fact that the containment chamber 400 is provided with an interface 401. for its grip which is similar or identical to the interface provided on an anode assembly 15 for its grip, or at least which is compatible with the anodic assembly gripper 201.
  • the interface 401 provided on the containment bell 400 is in the form of a horizontal through orifice, while the anodic assembly gripper 201 can comprise two articulated jaws 202. each provided with a pin 203 adapted to engage in said through hole.
  • the jaws 202 are opened or closed by a not shown actuator.
  • the hood gripper 101 has gripped the parts 1 1 of the cover 10 and is substantially in the low position, while the anodic assembly gripper 201 has gripped the containment bell 400 and the has already raised with respect to the pallet 300.
  • the confinement bell 400 is raised in an intermediate position, in which its upper face 402 is situated at a distance from the returns 303 and guide members. 304 of the pallet 300, in the vertical direction Z.
  • the carriage 35 is moved so that the hood 10 grasped by the hood gripper 101 can 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.
  • Such a movement of the carriage 35 was accompanied by the displacement of the confinement bell 400, grasped by the anodic assembly gripper 201 carried by the second mast 21 1, since the masts 1 1 1 and 21 1 are fixed on the carriage .
  • the confinement bell 400 is passed between the uprights 55 of the second support 52, and between the arm 302 of the pallet 300, without being hampered by the returns 303 of the pallet 300 since the containment cup 400 is then in the raised intermediate position described above.
  • the carriage 35 is then moved so that the confinement bell 400, grasped by the anodic assembly gripper 201 carried by the second mast 21 1, can be deposited on the first support 51, and for example on the support walls 56. arranged in the uprights 55 of the first support 51.
  • the containment bell 400 passes between the uprights 55 of the second support 52 and the arms 302 of the pallet 300 and between the uprights 55 of the first support 51, at an altitude below the returns 303 and the guide members 304.
  • the tools carried by the first mast 1 1 1 are raised and can also pass between the uprights 55 of the second support 52 and the arms 302 of the pallet 300.
  • the tool 220 for breaking the crust is placed - by moving the carriage 35 - to the right of the zone of 600, and lowered - thanks to the telescopic movement of the second arm 21 1 - until entering the tank 6 through the opening 9 and reach the crust formed in the vicinity of the used anode assembly 15, as as seen in FIG. 10.
  • the anodic assembly gripper 201 has grasped the used anode assembly 15. This can for example be obtained by a system similar to that shown in Figure 7c, as previously discussed.
  • 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 invention also provides a variant of the steps illustrated in FIGS. 7a to 10.
  • the carriage 35 is then arranged in such a way that:
  • the hood 10 gripped by the hood gripper 101 can be deposited on a hood adjacent to the intervention zone 600;
  • the second tool block 200 is used to extract the used anode assembly from the intervention zone 600 thus released.
  • 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 reach the crust which has formed in the vicinity of the spent anode assembly.
  • the anodic 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 support 52 which is the support located closest to the intervention zone 600, is ready to receive the used anode assembly 15.
  • 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. 1.
  • a return trip to the operating aisle 5 is avoided.
  • 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 tool 120 is lowered - by telescopic movement of the first mast 1 1 1 to enter the tank 6 through the opening 9 and to reach the lower part of the tank 6 where have deposited various waste, including bath crusts .
  • 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.
  • Figures 12a and 12b illustrate the step in which the cleaning tool 120 releases the collected waste 350 at a suitable location.
  • this place is constituted by the pallet 300, which thus has the dual function of anode assembly 15 worn or new - and containment bell 400 - and crust bucket.
  • the pallet 300 may comprise a cavity under the plane of installation of a set anode 15, the cavity being sufficiently sized so as to contain all the waste contained in the intervention zone 600.
  • the second support 52 is not only in the vicinity of the intervention zone 600 but to the right thereof. This makes it possible to minimize the cycle time, since the displacement of the second support 52 can take place at the same time as the cleaning tool 120 is reassembled to leave the vessel 6.
  • brackets 50 rather than the carriage 35 also has an advantage when the service machine 33 is used in automatic operation. Indeed, the cleaning tool 120 is positioned only once with respect to the intervention zone 600 to perform the two successive cleaning operations that take place, which limits the probability of error repositioning this tool to the right of the tank 6.
  • the first support 51 remained fixed relative to the traveling crane 31.
  • the first support 51 is brought closer to the second support 52 until it is placed at the right of the anodic assembly gripper 201.
  • the anodic assembly gripper 201 can already grasp the containment bell 400 previously deposited on the first support 51, as can be seen in FIG. 13.
  • the carriage 35 can then be moved - the supports 51, 52 remaining fixed in the example shown - for the anodic assembly gripper 201 to be positioned at 2.
  • the containment bell 400 can thus, as explained above, cover both the used anode assembly and the waste 350. As long as the first support 51 bearing the containment bell 400 initiated its movement of movement at the end of the discharge phase of the waste 350 and where, during this spill, the containment bell 400 was already raised by the anodic assembly gripper 201, the time during which the spent anode assembly and the waste 350 remained uncovered and were therefore able to emit harmful gases has been considerably limited.
  • the hood gripper 101 Simultaneously with the movement of the anode assembly gripper 201 towards the second support 52, the hood gripper 101 has moved towards the hood 10 placed on a hood adjacent to the intervention zone 600. Thus, as illustrated in FIG. 14, the cover 10 is ready to be seized to be put back in place.
  • the supports 51, 52 are moved towards the operating aisle 5, firstly to take care of the anode assembly 15 for its routing to a suitable treatment area, and secondly to release the space located to the right of the opening 9. It should be noted that the second mast 21 1 has reassembled the tools it carries to a altitude sufficient for these tools are located above the containment bell 400 placed on the pallet 300 and thus do not hinder the movement of the second support 52.
  • the carriage 35 is moved so that the hood gripper 101 is located in line with the intervention zone 600.
  • the first mast 1 1 1 then ensures the descent of the hood gripper 101 carrying the cover 10 until the repositioning place the cover 10, that is to say the closure of the opening 9 and therefore the total closure of the cell 2, as shown in Figure 15.
  • the carriage 35 is moved in the direction of the operating aisle 5 so that the anodic assembly gripper 201 comes to the right of the second support 52.
  • the anodic assembly gripper 201 then grasps the containment bell 400 as previously described.
  • the second mast 21 1 then raises the anodic assembly gripper 201 beyond the intermediate position illustrated in FIG. 7b, until the upper face 402 of the containment bell 400 comes against the lower face of the return 303. of the pallet 300.
  • the containment bell 400 and the pallet 300 carrying the spent anode assembly are displaced via the anodic assembly gripper 201 as can be seen on FIG.
  • a pallet 300 carrying a new anode assembly 15 has previously been placed in the operating aisle 5 at the end of the cell 2 concerned.
  • the assembly may be covered by a containment bell 400.
  • the supports 51, 52 are empty.
  • the intervention zone 600 is covered by a cover 10 which will be removed at the last moment, and no longer contains spent anode assembly 15.
  • the carriage 35 is moved on the traveling crane 31 so that the anodic assembly gripper 201 comes to grip the new anode assembly 15.
  • the new anode assembly 15 is covered by a containment cup 400, and the anode assembly gripper 201 grips the containment cup 400 as previously discussed. Since the containment bell 400 co-operates with the returns 303 of the pallet 300, the anodic assembly gripper 201 can thus simultaneously lift, via the containment bell 400, both the containment bell 400, the pallet 300 and the assembly. anodic 15 new.
  • the carriage 35 thus loaded is moved to the intervention zone 600. More precisely, the carriage 35 stops so that the anodic assembly gripper 201 can deposit the pallet 300, the new anode assembly 15 and the containment bell. 400 on the second support 52, as illustrated in FIG. 20.
  • the second support 52 is then moved to be placed in the vicinity of the intervention zone 600, and not at the right thereof, in a position such that the anodic assembly gripper 201 can be located at the right of the second support 52 when the hood gripper 101 is located in line with the intervention zone 600 (FIG. 21).
  • the hood gripper 101 is then lowered to grab a hood 10 and, simultaneously, the anode assembly gripper 201 is raised to raise the containment bell 400 in its intermediate position - that is to say without cooperation with the pallet 300 (FIG. 22).
  • the cover 10 of the intervention zone 600 is moved, via the hood gripper 101, to be placed on a cover adjacent to the intervention zone 600 (FIG. 23). During this movement, the confinement bell 400 is also displaced, although this movement in this direction is not subsequently exploited.
  • the carriage 35 is then moved so that the containment cup 400 can be deposited on the first support 51.
  • the second support 52 then carries only the pallet 300 receiving the new anode assembly 15 (FIG. 24).
  • the anodic assembly gripper 201 having deposited the containment chamber 400, can then seize the new anode assembly 15 placed on the second support 52 and then place it in the intervention zone 600 whose opening 9 has was released by removing the cover 10 in a previous step ( Figure 25). This is obtained by moving the carriage 35 and lowering the second mast 21 1, while the supports 51, 52 remain fixed.
  • the invention also provides a variant of the steps illustrated in Figures 22 to 24.
  • this variant which is not illustrated, it was sought 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.
  • the covers 10 are removed at the very last moment, which is particularly advantageous.
  • the cover 10 of the intervention zone 600 can be replaced by the hood gripper 101, so as to completely close the tank 6 again (FIG. 26).
  • the pallet assembly 300 and containment cup 400 may be moved on the carrier 52 to achieve the configuration of FIG. 27, corresponding to the initial configuration for the removal operation of a spent anode assembly, in a Another advantageous zone consists in leaving the confinement bell 400 on the first support 51, in order to save time on a next anode assembly removal operation that has been used, starting directly from the configuration of FIG. Figure 9.
  • Figures 28 to 30, relating to a second embodiment of the invention.
  • the first tool block 100 and the second tool block 200 are fixed on the carriage 45 in an offset manner in the longitudinal direction X.
  • the unit 30 comprises four supports 60 which are assembled to the carriage 45, and the second path of travel being formed on the carriage 45, preferably by 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 longitudinal plane (X, Z), to the right of the first tool block 100, forming a first section of the second way of travel;
  • 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 longitudinal plane (X, Z), to the right of the second tool block 200, forming a second section of the second way of travel.
  • 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. The displacement of the supports 60 along the sections of the second path of movement does not interfere with the movement of the carriage 35 according to the first path, and vice versa.
  • 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 comprise a wall in the longitudinal 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 wear a anode assembly 15 used, and a gas emission stop tank 16a used anode.
  • the first tool block comprises a tool that provides both the hood gripper and the cleaning tool function.
  • these two tools are distinct.
  • the operating method of the installation involves displacements of the traveling crane 31 in the longitudinal direction X.
  • the invention provides a decisive improvement to the prior art, and has many advantages among which we can mention:

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Abstract

L'unité (30) comprend : - un pont roulant (31) avec deux poutres (32) transversales, se déplaçant selon une direction longitudinale au-dessus des cellules (2) de l'installation (1); - un chariot (35, 45) monté sur les poutres (32), mobile selon la direction transversale, pouvant être placé au droit de chacun des capots (10) des cellules, et sur lequel est monté un module de service (36) comportant des outils dont un préhenseur d'ensemble anodique (201) et un préhenseur de capot (101); - au moins un support (51, 52) pouvant recevoir temporairement 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 suspendu sous le pont roulant ou sous le chariot et étant mobile en translation selon la direction transversale par rapport au chariot.

Description

Unité pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium
La présente invention concerne une unité pour l'exploitation d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée. L'invention concerne également une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant une telle unité, ainsi qu'un procédé d'exploitation d'une telle installation au moyen de cette unité.
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 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. 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.
Cependant, cette solution de stockage présente un certain nombre d'inconvénients, car elle conduit à un encombrement de l'allée d'exploitation, pouvant gêner la circulation des véhicules et du personnel, ou dégrader la visibilité pour le personnel à pied ou les conducteurs de véhicules. Cela nécessite donc de prévoir une allée d'exploitation élargie, donc un coût structurel augmenté (bâtiment, génie civil...), et/ou des mesures de sécurité supplémentaires.
En outre, cet emplacement de stockage, à l'une des extrémités de la cellule d'électrolyse, est éloigné de la zone d'intervention. Il s'ensuit que le chariot de l'unité de service parcourt une distance importante entre la zone d'intervention et l'emplacement de stockage à l'extrémité de la cellule. Or, les différentes étapes successives du procédé de changement d'ensemble anodique imposent plusieurs allers-retours entre la zone d'intervention et l'emplacement de stockage, ceci influant 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, l'invention concerne 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 est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale au- dessus des cellules ;
- une machine de service comprenant :
• un chariot assemblé au pont roulant de façon mobile selon une première voie de déplacement qui s'étend selon une direction transversale (Y), et agencé 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 d'ensemble anodique et un préhenseur de capot.
Selon une définition générale de l'invention, la structure comprend en outre une deuxième voie de déplacement, distincte de et parallèle à la première voie de déplacement, et l'unité comporte en outre au moins un support :
qui est 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 ;
et qui est assemblé à la structure de façon mobile selon la deuxième voie de déplacement, Ainsi, lorsque le chariot se déplace par rapport au pont mobile selon la première voie de déplacement, il n'interfère pas avec le support se déplaçant par rapport à la structure selon la deuxième voie de déplacement.
Grâce à la présence d'au moins un support mobile n'interférant pas avec le chariot au cours de leur déplacement, 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.
De façon concrète, le support peut être préchargé des équipements nécessaires au voisinage de l'allée d'exploitation, le capot de la zone où l'unité doit intervenir restant fermé. En pratique, lorsqu'il s'agit d'enlever un ensemble anodique usé de la cuve, le support peut être préchargé d'une palette vide pour recevoir l'ensemble anodique usé, d'une benne à déchets ou d'une cloche de confinement et, lorsqu'il s'agit de mettre en place un ensemble anodique neuf, le support peut être préchargé d'une palette recevant cet ensemble anodique neuf.
Puis, une fois le support préchargé, il peut être déplacé pour être disposé à proximité de la zone d'intervention. Les opérations nécessaires au changement d'anode peuvent alors débuter, et ce n'est qu'à partir de ce moment que le capot est ôté.
De plus, entre l'opération d'enlèvement de l'ensemble anodique usé et l'opération de mise en place d'un ensemble anodique neuf, le capot peut être remis en place par le préhenseur de capot présent sur la machine de service.
Au cours de ces opérations, le support peut être déplacé, selon les besoins liés à l'étape en cours de l'opération, dans l'espace situé entre les cellules et le pont, pour être disposé au plus proche de l'endroit où se déroule ladite étape, c'est-à-dire du lieu d'utilisation de l'élément ou l'équipement reçu par le support ou qui doit être reçu par le support au cours de ladite étape.
Selon une réalisation avantageuse, on peut prévoir que le préhenseur d'ensemble anodique soit monté sur le chariot de façon fixe selon la direction longitudinale (X) et/ou selon la direction transversale (Y).
Du fait que le chariot peut être positionné au droit de chacun des capots des cellules, le préhenseur d'ensemble anodique peut être ainsi déplacé au droit de n'importe quelle cellule, par déplacement du chariot selon la direction transversale ou par déplacement du pont roulant selon la direction longitudinale. La commande du déplacement du préhenseur d'ensemble anodique par rapport à l'une ou l'autre de la direction longitudinale et de la direction transversale s'en trouve ainsi simplifiée.
Selon une réalisation possible, l'unité comporte au moins deux supports qui sont mobiles en translation selon la deuxième voie de déplacement, et donc par rapport au chariot. Avantageusement, on peut prévoir que les deux supports soient mobiles en translation selon la direction transversale (Y), par rapport au chariot, indépendamment l'un de l'autre, par exemple sur deux tronçons distincts de la deuxième voie de déplacement. Ceci permet d'obtenir une plus grande flexibilité dans les déplacements des supports, et de stocker temporairement davantage d'éléments ou d'équipement au plus près de la zone d'intervention, améliorant encore de ce fait le temps d'intervention.
Le support peut comprendre :
deux montants 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 ;
et une paroi d'appui pour ledit élément ou ledit équipement reçu par le support.
La paroi d'appui peut comporter une paroi de base reliant les deux montants à leur partie inférieure. En variante, le support peut être dépourvu de paroi de base reliant les deux montants, une paroi d'appui étant alors ménagée sur chacun des montants. Cette configuration permet de limiter le poids du support et l'encombrement en hauteur de celui- ci.
La paroi d'appui peut alternativement être équipée d'un système lui permettant d'être rétractée, et/ou d'un système de verrouillage de la charge.
Avantageusement, le support peut également être dépourvu de paroi latérale s'étendant dans un plan vertical et longitudinal, pour permettre la mise en place ou le retrait d'un élément ou d'un équipement selon un mouvement de translation dans la direction transversale, entre deux montants.
Selon une réalisation possible, le module de service comprend :
un premier bloc d'outils comportant au moins un premier mât télescopique selon la direction verticale (Z), le premier mât étant fixé sur le chariot et portant à sa partie inférieure le préhenseur de capot ;
un deuxième bloc d'outils comportant au moins un deuxième mât télescopique selon la direction verticale (Z), le deuxième mât étant fixé sur le chariot et portant à sa partie inférieure le préhenseur d'ensemble anodique ; les premier et deuxième mâts étant distincts et indépendants en ce qui concerne leur mouvement télescopique.
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.
Le module de service peut en outre comprendre un outil de nettoyage de la cellule - tel qu'une pelle - et/ou 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.
Selon une réalisation avantageuse, l'outil de nettoyage de la cellule peut être intégré au premier bloc d'outils, et/ou l'outil pour briser la croûte peut être intégré au deuxième bloc d'outils. Par ailleurs, le préhenseur d'ensemble anodique peut également être configuré pour saisir une cloche de confinement.
Selon une réalisation possible, les outils du module de service sont montés sur le chariot de façon à pouvoir être placés dans une position haute dans laquelle ils ne gênent pas le déplacement en translation transversale du support se déplaçant selon la deuxième voie de déplacement, y compris lorsque le support reçoit un desdits éléments et/ou un desdits équipements. Grâce à cette configuration, il est possible de déplacer le chariot sur toute sa course sans limitation du fait de la présence du ou des supports.
Selon une réalisation avantageuse, le chariot est assemblé au pont roulant de façon mobile sur des rails transversaux fixés à des poutres transversales du pont roulant, par exemple sur des rails fixés sur les poutres, c'est-à-dire d'un côté opposé aux cellules, de sorte que le chariot est en appui sur les poutres.
Selon un premier mode de réalisation, la deuxième voie de déplacement est fixe par rapport à la première voie de déplacement, et le support est assemblé au pont roulant de façon mobile sur des rails transversaux fixés à des poutres transversales du pont roulant, par exemple sous les poutres à l'opposé du chariot. Le ou les supports sont ainsi indépendants du chariot. Par exemple, un montant du support peut être assemblé sous une poutre du pont, l'autre montant du support étant assemblé sous l'autre poutre du pont, les supports se déplaçant conjointement de façon à rester en vis-à-vis selon la direction longitudinale.
Ce premier mode de réalisation comporte un certain nombre d'avantages : compacité (notamment dans la direction transversale Y), d'où la possibilité d'atteindre davantage d'emplacements dans le bâtiment ; indépendance des mouvements du (ou des) support(s) et du chariot, d'où une plus grande flexibilité.
On peut prévoir que le pont roulant comprenne des butées agencées pour empêcher la translation du support selon la direction transversale au-delà des cellules. Cette disposition vise à empêcher, en particulier, que les supports puissent se déplacer au- dessus de l'allée d'exploitation. En effet, ces supports pourraient gêner les déplacements dans la grande allée voire entrer en collision avec des personnes ou des objets. En revanche, le chariot reste libre de se déplacer au-dessus de l'allée d'exploitation.
Selon un deuxième mode de réalisation, la deuxième voie de déplacement est mobile selon la direction transversale par rapport à la première voie de déplacement, et le support est assemblé au chariot de façon mobile selon la deuxième voie de déplacement sur des rails transversaux fixés au chariot et disposés sous le pont roulant, par exemple sur des rails fixés sous le chariot et disposés sous le pont roulant. Dans ce cas, on peut prévoir que les supports puissent se situer, comme le chariot, au-dessus de l'allée d'exploitation.
Dans ce deuxième mode de réalisation, on peut prévoir que les premier et deuxième blocs d'outils soient fixés sur le chariot de façon décalée selon la direction longitudinale et que le chariot comprenne :
des premiers rails supportant deux supports qui sont dédiés au premier bloc d'outils et qui sont disposés, en projection dans un plan (X,Z), au droit du premier bloc d'outils, formant un premier tronçon de la deuxième voie de déplacement ; et des deuxièmes rails supportant deux supports qui sont dédiés au deuxième bloc d'outils et qui sont disposés, en projection dans un plan (X,Z), au droit du deuxième bloc d'outils, formant un deuxième tronçon de la deuxième voie de déplacement.
Selon une réalisation possible, l'invention peut inclure au moins l'une des dispositions suivantes :
il peut être prévu une cloche de confinement, visant à créer au moins en partie une enceinte empêchant l'émission de gaz, cette cloche présentant des moyens d'accrochage pouvant être saisis par le préhenseur d'ensemble anodique, par exemple des moyens d'accrochage similaires ou identiques aux moyens d'accrochage ménagés sur l'ensemble anodique ;
il peut être prévu une palette pouvant être posée sur le support et destinée à recevoir un ensemble anodique neuf ou usé éventuellement coiffé d'une cloche de confinement. La palette peut comporter des bras sensiblement verticaux en vis-à- vis et présentant à leur partie supérieure des retours dirigés l'un vers l'autre. Ces retours peuvent être agencés pour pouvoir coopérer avec une cloche de confinement, de telle sorte que le soulèvement de la cloche, par un outil approprié de l'unité, entraîne, via lesdits retours, le soulèvement de la palette.
Grâce à ces dispositions, le nombre de moyens de levage sur la machine de service de l'unité peut être diminué, un même moyen de levage pouvant être utilisé pour soulever des équipements ou éléments différents.
Par ailleurs, on peut prévoir que la palette puisse servir de benne à déchets. De la sorte, d'une part, il n'est pas nécessaire de prévoir une benne à croûte, une seule et même palette assurant la réception à la fois d'un ensemble anodique et des déchets. D'autre part, une unique cloche de confinement peut recouvrir les deux éléments sortant de la cuve et émettant des gaz toxiques, à savoir l'ensemble anodique usé et les déchets.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne 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, par exemple sensiblement dans leur intégralité, plusieurs ensembles anodiques incluant chacun au moins une anode et une tige anodique ; chaque cellule présentant une ouverture supérieure située dans un plan sensiblement horizontal pouvant être obturée par une succession de capots amovibles chacun situé au droit d'un ensemble anodique contenu dans la cellule ;
- 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.
Dans cette installation où les cellules s'ouvrent par le dessus, et non latéralement, le fait de prévoir un ou des supports suspendus au-dessus des cellules est encore plus avantageux. 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, ainsi qu'entre la cellule et les supports. En outre, puisque les ensembles anodiques ne dépassent pas au-dessus de l'ouverture des cellules, le déplacement des supports au-dessus des cellules n'est pas entravé, et les supports 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.
Selon un troisième 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 conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au- dessus des cellules ;
- une machine de service comprenant :
• un chariot assemblé au pont roulant de façon mobile selon une première voie de déplacement s'étendant selon une direction transversale (Y), et agencé 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 d'ensemble anodique et un préhenseur de capot ;
une deuxième voie de déplacement, distincte de et parallèle à la première voie de déplacement ;
Selon l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à :
déplacer le chariot selon la première voie de déplacement 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 ;
réaliser une intervention dans ladite zone d'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 ;
déplacer au moins un support assemblé à la structure selon la deuxième voie de déplacement ;
- réaliser une intervention sur le support, incluant la manipulation d'un ensemble anodique neuf ou usé.
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 saisir le capot par la machine de service, et non manuellement, et de réaliser les différentes interventions, y compris le stockage temporaires d'éléments ou d'équipement, à proximité immédiate de la zone d'intervention. Ceci limite la durée globale d'intervention, donc la durée pendant laquelle le capot reste ouvert. Le support est en général placé au voisinage de la zone d'intervention. Toutefois, pour certaines étapes, il peut être placé au droit de la zone d'intervention.
Il est précisé que les étapes mentionnées ne sont pas nécessairement mises en œuvre dans l'ordre indiqué.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à positionner le 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 de ladite zone d'intervention.
Ainsi, plusieurs opérations peuvent être réalisées simultanément, conduisant à une diminution du temps pendant lequel le capot reste ouvert, donc à une diminution des émissions nocives, et à une optimisation du temps de cycle.
Un outil « situé au droit de ladite zone d'intervention » peut soit intervenir sur ladite zone d'intervention, soit se déplacer vers/depuis ladite zone d'intervention - typiquement par translation verticale - en vue d'intervenir ou suite à une intervention. Cette caractéristique du procédé peut impliquer que les outils soient montés sur des mâts fixes par rapport au chariot dans un plan horizontal.
Le procédé peut en outre comprendre les étapes consistant à :
déplacer le chariot selon la première voie de déplacement au voisinage de la zone d'intervention ;
réaliser une intervention au voisinage de la zone d'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.
Par ailleurs, le procédé peut comprendre l'étape consistant à déplacer le support selon la deuxième voie de déplacement et à le positionner 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 dudit capot déposé. La réalisation de plusieurs opérations simultanément permet de diminuer le temps pendant lequel le capot reste ouvert. Une disposition des outils de façon fixe par rapport au chariot dans un plan horizontal peut être requise.
En outre, le procédé peut comprendre les étapes consistant à :
déplacer un deuxième support assemblé à la structure selon la deuxième voie de déplacement, pour positionner ledit deuxième support au-dessus de la cellule, au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention ;
réaliser une intervention sur le deuxième support, telle que la pose ou la prise d'une cloche de confinement.
Par exemple, le procédé comprend l'étape consistant à déplacer les supports selon la deuxième voie de déplacement 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.
Là encore, la réalisation de plusieurs opérations simultanément permet de diminuer le temps pendant lequel le capot reste ouvert, et ceci peut impliquer une disposition des outils de façon fixe par rapport au chariot dans un plan horizontal, voire une disposition des outils adaptée à l'espacement relatif des supports.
Selon une réalisation possible, le procédé peut comprendre l'étape consistant à déplacer le support jusqu'à une extrémité des cellules, au voisinage d'une allée d'exploitation longitudinale de l'installation, afin de permettre le transfert d'un ensemble anodique usé du support vers l'allée d'exploitation, ou d'un ensemble anodique neuf de l'allée d'exploitation vers le support au moyen de la machine de service. De préférence, les supports se déplacent au-dessus des cellules, mais pas au droit de l'allée d'exploitation. En tout état de cause, le chariot est de préférence prévu pour pouvoir venir se positionner au droit de l'allée d'exploitation.
La réalisation d'une intervention sur le 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 mode de réalisation de l'invention, montrant une unité incluant des supports et un chariot portant des outils ;
La figure 2 est une vue de l'installation selon la direction X ; La figure 3 est une vue de détail de l'installation selon la direction Y, montrant le chariot et les supports ;
Les figures 4a et 4b représentent un mode de réalisation d'un premier bloc d'outils selon deux orientations différentes ;
Les figures 5a et 5b représentent un mode de réalisation d'un deuxième bloc d'outils selon deux orientations différentes ;
Les figures 6, 7a, 8, 9, 10, 1 1 , 12a, 13, 14, 15, 16, 17a et 18 illustrent des étapes successives d'une opération consistant à enlever un ensemble anodique usé ;
Les figures 7b, 7c, 7d sont des vues de détail de l'installation lors de l'étape correspondant à la figure 7a, et illustrent respectivement : une cloche de confinement agencée sur une palette reposant sur un support et saisie par un préhenseur d'ensemble anodique ; un détail du préhenseur d'ensemble anodique ; et une cellule dont le capot est saisi par un préhenseur de capot ;
La figure 12b est une vue de détail de l'installation lors de l'étape correspondant à la figure 12a, montrant le déversement des déchets par l'outil de nettoyage dans une palette reposant sur un support ;
La figure 17b est une vue de détail de l'installation lors de l'étape correspondant à la figure 17a, montrant un préhenseur d'ensemble anodique saisissant une cloche de confinement, et entraînant le soulèvement d'une palette reposant sur un support ;
Les figures 19 à 27 illustrent des étapes successives d'une opération consistant à mettre en place une anode neuve ;
Les figures 28, 29 et 30 illustrent une installation de production d'aluminium selon un autre mode de réalisation de l'invention, respectivement dans un plan (X,Z), en vue en coupe selon la ligne AA de la figure 28, et en vue en coupe selon la ligne BB de la figure 28.
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 2). 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 au moins une poutre, et en général 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. Au moins deux voies dites de déplacement sont prévues. Les deux voies de déplacement sont distinctes l'une de l'autre, parallèles et s'étendent sensiblement selon le direction transversale (Y).
Comme cela sera explicité plus loin, les deux voies de déplacement peuvent être fixes l'une par rapport à l'autre. Par exemple, les poutres 32 du pont roulant 31 font office de support de rails pour les deux voies de déplacement. En variante, les deux voies de déplacement peuvent être mobiles l'une par rapport à l'autre. Par exemple, les poutres 32 du pont roulant 31 font office de support de rails pour une des deux voies de déplacement, et l'autre voie de déplacement peut être formée sur un chariot 35 mobile par rapport au pont roulant 31 .
L'unité 30 comprend également une machine de service 33. La machine de service 33 comprend un chariot 35 monté sur le pont roulant 31 , de façon mobile selon une première voie de déplacement s'étendant dans la direction transversale Y. Par exemple, la première voie de déplacement peut être formée par des rails transversaux fixés d'un côté supérieur des poutres 32, c'est-à-dire d'un côté à l'opposé des cellules 2, de sorte que le chariot 35 repose sur les poutres 32. 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.
Le module de service 36 comprend notamment un préhenseur de capot 101 et un préhenseur d'ensemble anodique 201 , également appelé outil d'arrachage.
Dans la réalisation représentée, 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.
Le premier bloc d'outils 100, illustré sur les figures 4a et 4b, comporte au moins un premier mât 1 1 1 , et ici deux premiers mâts 1 1 1 a, 1 1 1 b, qui sont 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 4a et 4b, 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 deuxième bloc d'outils 200, illustré sur les figures 5a et 5b, comporte au moins un deuxième mât 21 1 , et ici deux deuxième mâts 21 1 a, 21 1 b, qui sont 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 . 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.
En outre, les premier et deuxième mâts 1 1 1 , 21 1 sont distincts et indépendants en ce qui concerne leur mouvement télescopique.
Selon l'invention, l'unité 30 comporte en outre au moins un support 50 qui est assemblé au pont roulant 31 ou au chariot 35, de façon mobile en translation selon la la deuxième voie de déplacement. Par exemple, dans le cas où la première voie est formée d'un coté supérieur des poutres 32, la deuxième voie de déplacement peut alors être formée par des rails transversaux fixés du côté inférieur, dirigé vers les cellules 2, des poutres 32, de sorte que le support 50 est suspendu sous le pont roulant 31 .
Le support 50 est 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. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 27, relatives à un premier mode de réalisation de l'invention.
L'unité 30 comporte 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.
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, et le chariot se déplaçant selon la première voie de déplacement sur les poutres 32 du pont roulant 31 n'interfère pas avec les supports 50 se déplaçant selon la deuxième voie de déplacement sous les poutres 32 du pont roulant 31 , et inversement. 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 longitudinal (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 illustré schématiquement sur la figure 3.
En outre, comme illustré schématiquement sur la figure 2, 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).
On décrit à présent des étapes successives pour l'enlèvement d'un ensemble anodique 15 usé au moyen de l'unité 30 selon l'invention, et en référence aux figures 6 à 18. Comme illustré sur la figure 6, 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.
La palette 300 comporte un plateau 301 sensiblement horizontal qui peut reposer sur un support 50, en particulier sur les parois d'appui 56, comme représenté sur la figure 3. La palette 300 comprend également des bras 302 verticaux qui, dans la position de la figure 6, s'étendent chacun dans un plan transversal (Y, Z), et en regard l'un de l'autre le long de la direction longitudinale X. Un retour 303 est ménagé sur chacun des bras 302, les retours 303 étant dirigés l'un vers l'autre, c'est-à-dire vers l'intérieur de la palette 300.
Un organe de guidage 304 peut être prévu pour assurer la bonne prise de la palette 300 par la cloche de confinement 400, comme on le verra plus loin, pour faciliter la mise en place d'un objet sur la palette 300 selon un mouvement de translation parallèle aux bras 302 et au plateau 301 , et pour conférer une stabilité acceptable lors des mouvements horizontaux. Comme illustré de façon non limitative, cet organe de guidage 304 est ménagé entre un retour 303 et le bras 302 correspondant, et peut présenter des faces inclinées tant dans un plan transversal (Y, Z) (voir figure 2) que dans un plan longitudinal (X, Z) (figure 3).
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 6, 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. Le deuxième support 52 va être placé à proximité de la zone d'intervention 600.
Les figures 7a à 7d illustrent sous différentes vues une étape ultérieure 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, comme illustré sur les figures 7a et 7d. 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.
Comme on le voit sur la figure 7a, 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. De ce fait, la machine de service 33 permet, simultanément, la réalisation d'une autre opération, au niveau du deuxième support 52, via au moins un outil porté par le deuxième mât 21 1.
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 401 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.
Selon un mode de réalisation possible illustré sur la figure 7c, l'interface 401 prévue sur la cloche de confinement 400 se présente sous la forme d'un orifice horizontal traversant, tandis que le préhenseur d'ensemble anodique 201 peut comporter deux mâchoires 202 articulées pourvues chacune d'un ergot 203 apte à s'engager dans ledit orifice traversant. Les mâchoires 202 sont ouvertes ou fermées par un actionneur non représenté.
Dans la configuration des figures 7a à 7d, 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. Comme on le voit plus précisément sur la figure 7b, la cloche de confinement 400 est levée dans une position intermédiaire, dans laquelle sa face supérieure 402 est située à distance des retours 303 et organes de guidage 304 de la palette 300, selon la direction verticale Z.
Ensuite, le chariot 35 est déplacé de sorte que le capot 10 saisi par le préhenseur de capot 101 puisse 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.
Un tel mouvement du chariot 35 s'est accompagné du déplacement de la cloche de confinement 400, saisie par le préhenseur d'ensemble anodique 201 porté par le deuxième mât 21 1 , puisque les mâts 1 1 1 et 21 1 sont fixés sur le chariot. La cloche de confinement 400 est passée entre les montants 55 du deuxième support 52, et entre les bras 302 de la palette 300, sans être gênée par les retours 303 de la palette 300 puisque la cloche de confinement 400 est alors dans la position soulevée intermédiaire décrite précédemment.
On se trouve alors dans la configuration de la figure 8, où la zone d'intervention 600 est libérée et où l'enlèvement proprement dit de l'ensemble anodique 15 usé peut être réalisé.
Le chariot 35 est alors déplacé pour que la cloche de confinement 400, saisie par le préhenseur d'ensemble anodique 201 porté par le deuxième mât 21 1 , puisse être déposée sur le premier support 51 , et par exemple sur les parois d'appui 56 ménagées dans les montants 55 du premier support 51.
Lors de ce déplacement, la cloche de confinement 400 passe entre les montants 55 du deuxième support 52 et les bras 302 de la palette 300 puis entre les montants 55 du premier support 51 , à une altitude située sous les retours 303 et les organes de guidage 304. En outre, les outils portés par le premier mât 1 1 1 sont relevés et peuvent également passer entre les montants 55 du deuxième support 52 et les bras 302 de la palette 300.
On se trouve alors dans la configuration de la figure 9, dans laquelle 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.
Il s'agit alors d'extraire l'ensemble anodique 15 usé de la zone d'intervention 600. A cet effet, l'outil 220 pour briser la croûte est placé - par déplacement du chariot 35 - au droit de la zone d'intervention 600, et abaissé - 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 10. Dans cette configuration, en outre, le préhenseur d'ensemble anodique 201 a saisi l'ensemble anodique 15 usé. Ceci peut par exemple être obtenu par un système similaire à celui représenté sur la figure 7c, comme précédemment exposé.
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.
L'invention prévoit également une variante des étapes illustrées sur les figures 7a à 10.
Dans cette variante, qui n'est pas illustrée, 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 , pour libérer le deuxième bloc d'outils 200, ce qui correspond à la fin de l'opération de mise en place d'un ensemble anodique 15 neuf, comme cela sera décrit plus loin.
Le chariot 35 est alors disposé de telle sorte que :
le capot 10 saisi par le préhenseur de capot 101 peut être déposé sur un capot adjacent à la zone d'intervention 600 ;
et, en parallèle, le deuxième bloc d'outils 200 est utilisé pour extraire l'ensemble anodique 15 usé de la zone d'intervention 600 ainsi libérée. 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. 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.
De plus, dans cette variante, 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.
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 1 1. Un aller/retour vers l'allée d'exploitation 5 est donc évité. 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.
Les figures 12a et 12b illustrent l'étape au cours de laquelle l'outil de nettoyage 120 libère les déchets 350 ramassés en un lieu approprié. Dans la réalisation représentée, 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.
Afin de limiter encore le temps d'ouverture du capot 10, il peut être prévu que, pour que l'outil de nettoyage 120 se trouve au droit de la palette 300, ce ne soit pas le chariot 35 qui se déplace mais le deuxième support 52. Ainsi, comme illustré sur les figures 12a et 12b, lors de cette étape, le deuxième support 52 ne se trouve pas seulement au voisinage de la zone d'intervention 600 mais au droit de celle-ci. Ceci permet de minimiser le temps de cycle, car le déplacement du deuxième support 52 peut avoir lieu en même temps que l'outil de nettoyage 120 est remonté pour sortir de la cuve 6.
Ceci est encore plus intéressant dans le cas où deux opérations successives de nettoyage ont lieu - c'est-à-dire descente de l'outil de nettoyage 120 dans la cuve 6, ramassage des déchets au fond de la cuve 6 puis libération des déchets 350 au-dessus de la palette 300.
Le fait de déplacer les supports 50 plutôt que le chariot 35 présente également un avantage lorsque la machine de service 33 est utilisée en fonctionnement automatique. En effet, l'outil de nettoyage 120 est positionné une seule fois par rapport à la zone d'intervention 600 pour réaliser les deux opérations successives de nettoyage qui ont lieu, ce qui limite la probabilité d'erreur de repositionnement de cet outil au droit de la cuve 6.
Au cours de l'étape précité, le premier support 51 est resté fixe par rapport au pont roulant 31 .
Toutefois, en fin de phase de déversement des déchets 350 de l'outil de nettoyage 120 vers la palette 300, 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 , comme on le voit sur la figure 13.
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. Dans la mesure où le premier support 51 portant la cloche de confinement 400 a initié son mouvement de déplacement dès la fin de la phase de déversement des déchets 350 et où, lors de ce déversement, la cloche de confinement 400 était déjà soulevée par le préhenseur d'ensemble anodique 201 , le temps pendant lequel l'ensemble anodique 15 usé et les déchets 350 sont restés non couverts et ont donc pu émettre des gaz nocifs a été considérablement limité.
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. Ainsi, comme illustré sur la figure 14, le capot 10 est prêt à être saisi pour être remis en place.
Il s'agit alors de refermer l'ouverture 9 de la cuve 6. Les supports 51 , 52 sont déplacés en direction de l'allée d'exploitation 5, d'une part en vue de la prise en charge de l'ensemble anodique 15 pour son acheminement vers une zone de traitement appropriée, et d'autre part pour libérer l'espace situé au droit de l'ouverture 9. Il est à noter que le deuxième mât 21 1 a remonté les outils qu'il porte à une altitude suffisante pour que ces outils soient situés au-dessus de la cloche de confinement 400 posée sur la palette 300 et n'entravent donc pas le déplacement du deuxième support 52.
Le chariot 35 est déplacé de sorte que le préhenseur de capot 101 soit situé au droit de la zone d'intervention 600. Le premier mât 1 1 1 assure alors la descente du préhenseur de capot 101 portant le capot 10 jusqu'à la remise en place du capot 10, c'est-à-dire l'obturation de l'ouverture 9 et donc la fermeture totale de la cellule 2, comme illustré sur la figure 15.
La cuve 6 étant fermée, l'évacuation de l'ensemble anodique 15 usé peut alors être réalisée. A cet effet, comme illustré sur la figure 16, le chariot 35 est déplacé en direction de l'allée d'exploitation 5 pour que le préhenseur d'ensemble anodique 201 vienne au droit du deuxième support 52. Le préhenseur d'ensemble anodique 201 saisit alors la cloche de confinement 400 comme précédemment décrit. Le deuxième mât 21 1 relève alors le préhenseur d'ensemble anodique 201 au-delà de la position intermédiaire illustrée sur la figure 7b, jusqu'à ce que la face supérieure 402 de la cloche de confinement 400 vienne contre la face inférieure du retour 303 de la palette 300. De la sorte, en déplacement du chariot 35, on déplace via le préhenseur d'ensemble anodique 201 à la fois la cloche de confinement 400 et la palette 300 portant l'ensemble anodique 15 usé, comme on le voit sur la figure 17a. Puis, comme représenté sur la figure 18, le chariot 35 est amené au droit de l'allée d'exploitation 5, où la palette 300 portant l'ensemble anodique 15 usé et la cloche de confinement 400 peut être déposée. Les supports 51 , 52 restent placés au-dessus de la cuve, pour ne pas constituer une gêne au-dessus de l'allée d'exploitation 5.
On décrit à présent des étapes successives pour la mise en place d'un ensemble anodique 15 neuf au moyen de l'unité 30 selon l'invention, et en référence aux figures 19 à 27.
Comme illustré sur la figure 19, on a préalablement placé dans l'allée d'exploitation 5, à l'extrémité de la cellule 2 concernée, une palette 300 portant un ensemble anodique 15 neuf. L'ensemble peut être couvert par une cloche de confinement 400. En outre, les supports 51 , 52 sont vides. 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 d'ensemble anodique 201 vienne saisir l'ensemble anodique 15 neuf.
Dans la réalisation représentée à titre d'exemple, l'ensemble anodique 15 neuf est couvert d'une cloche de confinement 400, et le préhenseur d'ensemble anodique 201 saisit la cloche de confinement 400 comme exposé précédemment. La cloche de confinement 400 coopérant avec les retours 303 de la palette 300, le préhenseur d'ensemble anodique 201 peut ainsi soulever simultanément, via la cloche de confinement 400, à la fois la cloche de confinement 400, la palette 300 et l'ensemble anodique 15 neuf.
Le chariot 35 ainsi chargé est déplacé vers la zone d'intervention 600. Plus précisément, le chariot 35 s'arrête pour que le préhenseur d'ensemble anodique 201 puisse déposer la palette 300, l'ensemble anodique 15 neuf et la cloche de confinement 400 sur le deuxième support 52, comme illustré sur la figure 20.
Le deuxième support 52 est ensuite déplacé pour être placé au voisinage de la zone d'intervention 600, et non au droit de celle-ci, dans une position telle que le préhenseur d'ensemble anodique 201 puisse être situé au droit du deuxième support 52 lorsque le préhenseur de capot 101 est situé au droit de la zone d'intervention 600 (figure 21 ).
En variante, on peut prévoir dans un premier temps de placer les supports 50 dans la position illustrée sur la figure 21 puis, dans un deuxième temps, de déposer sur le deuxième support 52 ainsi positionné, par le préhenseur anodique 201 , la palette 300, l'ensemble anodique 15 neuf et la cloche de confinement 400. Le préhenseur de capot 101 est alors 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 - c'est-à-dire sans coopération avec la palette 300 (figure 22).
Le capot 10 de la zone d'intervention 600 est déplacé, via le préhenseur de capot 101 , pour être posé sur un capot adjacent à la zone d'intervention 600 (figure 23). Au cours de ce mouvement, la cloche de confinement 400 est également déplacée, bien que ce mouvement dans cette direction ne soit pas exploité par la suite.
Le chariot 35 est alors déplacé pour que la cloche de confinement 400 puisse être déposée sur le premier support 51. Le deuxième support 52 porte alors uniquement la palette 300 recevant l'ensemble anodique 15 neuf (figure 24).
Le préhenseur d'ensemble anodique 201 , ayant déposé la cloche de confinement 400, peut ensuite venir saisir l'ensemble anodique 15 neuf placé sur le deuxième support 52 puis le mettre en place dans la zone d'intervention 600 dont l'ouverture 9 a été libérée par enlèvement du capot 10 lors d'une étape précédente (figure 25). Ceci est obtenu par déplacement du chariot 35 et abaissement du deuxième mât 21 1 , tandis que les supports 51 , 52 restent fixes.
L'invention prévoit également une variante des étapes illustrées sur les figures 22 à 24. Dans cette variante, qui n'est pas illustrée, 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. Selon cette variante, les capots 10 sont ôtés au tout dernier moment, ce qui est particulièrement avantageux.
Enfin, le capot 10 de la zone d'intervention 600 peut être remis en place par le préhenseur de capot 101 , de façon à obturer à nouveau complètement la cuve 6 (figure 26).
L'ensemble palette 300 et cloche de confinement 400 peut être déplacé sur le support 52 afin d'atteindre la configuration de la figure 27, correspondant à la configuration initiale pour l'opération d'enlèvement d'une ensemble anodique 15 usé, dans une autre zone d'intervention 600. Une variante avantageuse consiste à laisser la cloche de confinement 400 sur le premier support 51 , afin de gagner du temps sur une prochaine opération d'enlèvement d'ensemble anodique 15 usé, en partant directement de la configuration de la figure 9. On se réfère à présent aux figures 28 à 30, relatives à un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le premier bloc d'outils 100 et le deuxième bloc d'outils 200 sont fixés sur le chariot 45 de façon décalée selon la direction longitudinale X. De plus, l'unité 30 comprend quatre supports 60 qui sont assemblés au chariot 45, et la deuxième voie de déplacement étant formée sur le chariot 45, de préférence par 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 longitudinal (X, Z), au droit du premier bloc d'outils 100, formant un premier tronçon de la deuxième voie de déplacement ;
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 longitudinal (X,Z), au droit du deuxième bloc d'outils 200, formant un deuxième tronçon de la deuxième voie de déplacement.
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. Le déplacement des supports 60 selon les tronçons de la deuxième voie de déplacement ne gêne donc pas le déplacement du chariot 35 selon la première voie de déplacement, et inversement.
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 longitudinal (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.
Il 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.
Par ailleurs, avec ce mode de réalisation de l'invention, le procédé d'exploitation de l'installation implique des déplacements du pont roulant 31 selon la direction longitudinale X.
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, dans la mesure où 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 ;
Il 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.

Claims

REVENDICATIONS
1. Unité pour l'exploitation d'une installation (1 ) de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'installation (1 ) comprenant des cellules (2) qui contiennent des ensembles anodiques (15) et qui sont obturées par des capots (10), l'unité (30) comprenant une structure comportant :
un pont roulant (31 ) qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules (2) ;
une machine de service (33) comprenant :
• un chariot (35, 45) assemblé au pont roulant (31 ) de façon mobile selon une première voie de déplacement s'étendant selon direction transversale (Y), et agencé pour pouvoir être positionné au-dessus de et au droit de chacun des capots (10) des cellules (2) ;
• un module de service (36) monté sur le chariot (35, 45) et comportant des outils de manutention et d'intervention dont un préhenseur d'ensemble anodique (201 ) et un préhenseur de capot (101 ) ;
caractérisée en ce que la structure comprend de plus une deuxième voie de déplacement, distincte de et parallèle à la première voie de déplacement, et en ce que l'unité comporte en outre au moins un support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) :
qui est conçu pour recevoir, de façon temporaire, au moins un élément appartenant 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) ;
- et qui est assemblé à la structure de façon mobile selon la deuxième voie de déplacement, de sorte que le chariot (35,45) se déplaçant par rapport au pont mobile (31 ) selon la première voie de déplacement n'interfère pas avec le support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) se se déplaçant par rapport à la structure selon la deuxième voie de déplacement.
2. Unité selon la revendication 1 , dans laquelle le préhenseur d'ensemble anodique (201 ) est monté sur le chariot (35, 45) de façon fixe selon la direction longitudinale (X) et/ou selon la direction transversale (Y).
3. Unité selon la revendication 1 ou 2, qui comporte au moins deux supports (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) qui sont mobiles en translation selon la deuxième voie de déplacement..
4. Unité selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le support (50, 60) 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) ;
et une paroi d'appui (56) pour ledit élément ou ledit équipement reçu par le support.
5. Unité selon la revendication 4, dans laquelle le support (50) est dépourvu de paroi de base reliant les deux montants (55), une paroi d'appui (56) étant ménagée sur chacun des montants (55).
6. Unité selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le module de service (36) comprend : un premier bloc d'outils (100) comportant au moins un premier mât (1 1 1 ) télescopique selon la direction verticale (Z), le premier mât (1 1 1 ) étant fixé sur le chariot (35, 45) et portant à sa partie inférieure le préhenseur de capot (101 ) ; un deuxième bloc d'outils (200) comportant au moins un deuxième mât (21 1 ) télescopique selon la direction verticale (Z), le deuxième mât (21 1 ) étant fixé sur le chariot (35, 45) et portant à sa partie inférieure le préhenseur d'ensemble anodique (201 ) ;
les premier et deuxième mâts (1 1 1 , 21 1 ) étant distincts et indépendants en ce qui concerne leur mouvement télescopique.
7. Unité selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le module de service (36) comprend en outre un outil de nettoyage (120) de la cellule (2) - tel qu'une pelle - et/ou un outil (220) pour briser la croûte qui se forme lors de l'électrolyse.
8. Unité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les outils du module de service (36) sont montés sur le chariot (35, 45) de façon à pouvoir être placés dans une position haute dans laquelle ils ne gênent pas le déplacement en translation transversale du support (50, 60), y compris lorsque le support reçoit un desdits éléments et/ou un desdits équipements.
9. Unité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle le chariot (35, 45) est assemblé au pont roulant (31 ) de façon mobile sur des rails transversaux fixés à des poutres (32) transversales du pont roulant (31 ).
10. Unité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la deuxième voie de déplacement est fixe par rapport à la première voie de déplacement, le support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) étant assemblé au pont roulant (31 ) de façon mobile sur des rails transversaux fixés à des poutres (32) transversales du pont roulant (31 ).
1 1 . Unité selon la revendication 10, dans laquelle le pont roulant (31 ) comporte des butées (59) agencées pour empêcher la translation du support (50, 51 , 52) selon la direction transversale (Y) au-delà des cellules (2).
12. Unité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la deuxième voie de déplacement est mobile selon la direction transversale (Y) par rapport à la première voie de déplacement, le support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) étant assemblé au chariot (35, 45) de façon mobile selon la deuxième voie de déplacement sur des rails transversaux fixés au chariot (45) et disposés sous le pont roulant (31 ).
13. Unité selon la revendication 12, lorsqu'elle dépend de la revendication 5, dans laquelle les premier et deuxième blocs d'outils (100, 200) sont fixés sur le chariot (45) de façon décalée selon la direction longitudinale (X) et 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), formant un premier tronçon de la deuxième voie de déplacement ;
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), formant un deuxième tronçon de la deuxième voie de déplacement.
14. Installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant : un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules (2) ; chaque cellule (2) s'étendant selon une direction transversale (Y), les cellules (2) 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 (5) longitudinale ; chaque cellule (2) pouvant contenir plusieurs ensembles anodiques (15) incluant chacun au moins une anode (16, 16a, 16b) et une tige anodique (17) ; chaque cellule (2) présentant une ouverture (9) supérieure située dans un plan sensiblement horizontal pouvant être obturée par une succession de capots (10) amovibles chacun situé au droit d'un ensemble anodique (15) contenu dans la cellule (2) ;
une unité (30) selon l'une des revendications précédentes, le pont roulant (31 ) étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité (3) transversales du bâtiment.
15. Procédé d'exploitation d'une installation (1 ) de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'installation (1 ) comprenant des cellules (2) qui contiennent des ensembles anodiques (15) et qui sont obturées par des capots (10), le procédé utilisant une unité (30) comprenant une structure comportant : un pont roulant (31 ) conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules (2) ;
une machine de service (33) comprenant :
• un chariot (35, 45) assemblé aupont roulant (31 ) de façon mobile selon une première voie de déplacement s'étendant selon une direction transversale (Y), et agencé pour pouvoir être positionné au-dessus de et au droit de chacun des capots (10) des cellules (2) ;
• un module de service (36) monté sur le chariot (35, 45) et comportant des outils de manutention et d'intervention dont un préhenseur d'ensemble anodique (201 ) et un préhenseur de capot (101 ) ;
une deuxième voie de déplacement, distincte de et parallèle à la première voie de déplacement ;
caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à :
déplacer le chariot (35, 45) selon la première voie de déplacement de sorte que le préhenseur d'ensemble anodique (201 ) ou le préhenseur de capot (101 ) soit situé au droit d'une partie d'une cellule (2) ci-après appelée zone d'intervention (600) ; réaliser une intervention dans ladite zone d'intervention (600), 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 ) ; déplacer au moins un support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) assemblé à la structure selon la deuxième voie de déplacement ;
réaliser une intervention sur le support, incluant la manipulation d'un ensemble anodique (15) neuf ou usé.
16. Procédé selon la revendication 15, comprenant l'étape consistant à positionner le support (50, 60) par rapport à la zone d'intervention (600) de sorte qu'un outil de la machine de service (33) puisse intervenir sur le support (50, 60) pendant que, simultanément, un autre outil de la machine de service (33) est situé au droit de ladite zone d'intervention (600).
17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, comprenant en outre les étapes consistant à : déplacer le chariot (35, 45) selon la première voie de déplacement au voisinage de la zone d'intervention (600) ;
réaliser une intervention au voisinage de la zone d'intervention (600), 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).
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, comprenant l'étape consistant à déplacer le support (50, 60) selon la deuxième voie de déplacement et à le positionner par rapport à la zone d'intervention (600) de sorte qu'un outil de la machine de service (33) puisse intervenir sur le support (50, 60) pendant que, simultanément, un autre outil de la machine de service (33) est situé au droit dudit capot (10) déposé.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, comprenant les étapes consistant à : déplacer au moins un deuxième support (50, 51 , 52, 60, 61 , 62, 63, 64) assemblé à la structure selon la deuxième voie de déplacement, pour positionner ledit deuxième support au-dessus de la cellule (2), au droit de ou au voisinage de ladite zone d'intervention (600) ;
réaliser une intervention sur le deuxième support, telle que la pose ou la prise d'une cloche de confinement (400).
20. Procédé selon la revendication 19, comprenant l'étape consistant à déplacer selon la deuxième voie de déplacement les supports de sorte qu'un outil de la machine de service (33) puisse intervenir sur un support pendant que, simultanément, un autre outil de la machine de service (33) intervient sur l'autre support.
21 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, comprenant l'étape consistant à déplacer le support (50, 60) selon la deuxième voie de déplacement jusqu'à une extrémité des cellules (2), au voisinage d'une allée d'exploitation (5) longitudinale de l'installation (1 ), afin de permettre le transfert d'un ensemble anodique (15) usé du support (50, 60) vers l'allée d'exploitation (5), ou d'un ensemble anodique (15) neuf de l'allée d'exploitation (5) vers le support (50, 60) au moyen de la machine de service (33).
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 21 , dans lequel la réalisation d'une intervention sur le support inclut l'enlèvement d'une cloche de confinement (400) placée sur une palette (300) posée sur le support (50, 60), 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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