WO2016174313A1 - Dispositif de manutention d'un équipement d'une cellule d'électrolyse - Google Patents

Dispositif de manutention d'un équipement d'une cellule d'électrolyse Download PDF

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WO2016174313A1
WO2016174313A1 PCT/FR2015/000088 FR2015000088W WO2016174313A1 WO 2016174313 A1 WO2016174313 A1 WO 2016174313A1 FR 2015000088 W FR2015000088 W FR 2015000088W WO 2016174313 A1 WO2016174313 A1 WO 2016174313A1
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WO
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handling device
equipment
lifting unit
lifted
relative
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Application number
PCT/FR2015/000088
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Inventor
Alexis TISON
Original Assignee
Fives Ecl.
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Publication date
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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
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing
    • 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
    • B66C17/12—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serving particular purposes for handling workpieces, e.g. ingots, which require to be supported temporarily within, or withdrawn from, a treatment chamber, e.g. tong cranes, soaking-pit cranes, stripper cranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
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    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
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    • 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 device for handling equipment of an electrolysis cell for the production of aluminum by igneous electrolysis.
  • the invention also relates to a system comprising such a handling device and equipment, and to an aluminum production facility by igneous electrolysis, comprising such a handling device.
  • Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, that is to say by electrolysis of alumina in solution in a bath of molten cryolite, called electrolyte bath, according to the Hall-Héroult process.
  • the electrolysis cells for the production of aluminum comprise a tank provided with cathodes and anodes of carbon material mounted on a superstructure and partially immersed in the electrolyte bath.
  • French patent FR 2 806 742 (corresponding to US Pat. No. 6,409,894) describes in more detail the typical structure of factories intended for the production of aluminum and the cells they contain.
  • an electrolysis installation requires interventions on the electrolysis cells, such as anode changes and the refurbishment of the tanks.
  • the invention relates more particularly to the refurbishment of the tanks, which includes so-called “stripping” and “rebrasking” of the tank, intended to renew the crucible formed by the inner lining and the cathode elements of the tank.
  • these operations are preferably carried out in a specific room located outside the electrolysis room.
  • the tanks must therefore be removed from the corresponding cell.
  • the installation is conventionally equipped with a lifting unit that can be moved over the cells and a handling device - or spreader - that can be hooked to the lifting unit and on the other hand come to fix on the tank.
  • the superstructure above the tank must be removed, and the tank can then be removed from the cell.
  • the known installations comprise firstly a first lifter dedicated to the handling of the superstructure, and secondly a second lifter dedicated to the handling of the tank.
  • certain modifications may be made to the installation to improve its performance. These interventions may cause a modification of the design of the tank and thus make it impossible to lift the original handling device.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a device for handling equipment of an electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, said equipment being able to occupy a position of use and having a horizontal mean plane in said position of use, the handling device comprising a structure on which are mounted:
  • hooking means for cooperating with gripping means belonging to a lifting unit
  • a plurality of fastening means which are arranged at a plurality of determined locations on the structure and which are shaped to cooperate with said equipment for the structure and said equipment to form a rigid lift assembly.
  • the handling device comprises:
  • first group of first fastening means arranged in a plurality of first predetermined locations on the structure, and shaped to cooperate with a first equipment of the cell so as to form a first rigid lift assembly which has a first center of gravity located in a first location with respect to the structure;
  • the invention provides a single handling device capable of handling at least two different equipment, which limits the number of handling devices required, and therefore the volume required for storage of these devices. handling and the operating costs of the installation.
  • the invention also makes it easier to refurbish the tanks without having to change the handling device according to the equipment to be removed, which also results in a considerable time saving on these operations.
  • the adaptability of the handling device to different equipment results on the one hand from the presence of two groups of attachment means each dedicated to one of the equipment.
  • the tank has a center of gravity substantially centered, while the superstructure has a center of gravity offset in the direction of positive ascents.
  • the presence of the compensation system makes it possible to avoid that, because of this shift in the center of gravity, the superstructure is very inclined when it is raised.
  • the invention thus makes it possible, by using the same handling device as for the tank, to form a second assembly to be lifted whose vertical space is reduced. This is crucial because the space available above the cells in the installation is limited.
  • first and second fixing means are arranged in first and second predetermined locations on the structure, there is no possibility of seizing this equipment in different possible ways, which could make it possible to adapt the position in the space of the equipment lifted at the location of its center of gravity.
  • the compensation of the differences in positioning of the centers of gravity of the equipment to be lifted can not therefore be achieved at the level of the fixing means.
  • "rigid" means that the lever assembly formed by the equipment and structure is not deformable during a conventional handling operation, and in particular that the structure and the equipment attached to it can not move relative to each other. This means in particular that the fastening means are not cables.
  • the compensation system is configured so that, when the equipment occupies a raised position, the dihedral angle between the average plane of said equipment and a horizontal plane is maintained in a range of -10 to + 10 °, preferably from -5 to + 5 °, whether it is the first or second equipment.
  • the compensation system is configured so that the average plane of the equipment is substantially horizontal when said equipment occupies a raised position, whether it is the first or the second equipment. Keeping the orientation of each of the equipment with respect to their position of use, it limits the maximum vertical space they have when they are in the raised position. In addition, a tank that has just undergone ramming operations must remain horizontal.
  • the attachment means are configured to define a plurality of attachment zones located at different locations of the structure, in projection in a horizontal plane, thus forming at least a part of the compensation system.
  • the handling device comprises connecting means between the hooking means and the structure, said connecting means being shaped to allow the attachment means to move relative to the structure in a substantially horizontal plane. function of the location of the center of gravity of the assembly to be lifted.
  • each attachment means being movably mounted relative to the structure - in a substantially horizontal plane - so that it can be placed in a determined and appropriate attachment zone, according to the position of the center of gravity of the equipment to be lifted.
  • the attachment means are movable relative to the structure only along a horizontal direction, this may be sufficient to lift only two devices.
  • the connecting means may comprise means for guiding the displacement of the attachment means with respect to the structure along at least one horizontal direction.
  • These guide means comprise for example rails.
  • the connecting means may comprise at least one actuator capable of causing the attachment means to move relative to the structure. It can typically be a jack. In addition, a limit stop may be provided to prevent damage to the cylinder.
  • the connecting means between the hooking means and the structure, thus make it possible to ensure the correct positioning of the hooking means as a function of the center of gravity of the equipment to be handled, and thus form part of the control system. compensation.
  • the handling device may comprise locking means capable of locking in position the hooking means with respect to the structure.
  • these locking means can be configured to be in the deactivated position when the structure is not lifted by the lifting unit and to be activated automatically when the structure is lifted by the lifting unit.
  • the locking means may comprise at least one locking member provided in the lower part of the structure and at least one complementary locking member formed in the lower part of the attachment means, and in that the attachment means comprise a wall of support located at a distance from the locking member of the fastening means in the vertical direction, the fastening means being thus shaped so that:
  • the locking means may comprise a plurality of locking members of a first type provided on the attachment means, respectively on the structure, and at least one complementary locking member of a second type provided on the structure, respectively on the means of attachment, the locking members of the first type being rods and the second or second locking members of the second type being notches adapted to receive one of the rods, or vice versa.
  • the handling device comprises means for visually indicating the position of the attachment means with respect to the structure: in a substantially horizontal plane;
  • the attachment means comprise a stirrup in which a part of the structure is engaged, the stirrup having a lower part serving to support the structure when the structure is lifted by a lifting unit and partly upper, a shaped bar to be grasped by gripping means belonging to the lifting unit.
  • Said lower part may constitute at least partly the locking means. It may for example be rods that can be received in notches in the lower part of the structure.
  • the structure may comprise two beams extending in a longitudinal horizontal direction of the lifting device, said transverse to the building of the installation, connected by at least two cross members, extending in a transverse horizontal direction of the lifting device, said longitudinal to the building of the facility.
  • attachment means are mounted on the sleepers, and that the various possible attachment areas defined by the hooking means are spaced apart from each other along the longitudinal direction.
  • the structure comprises reference means intended to allow a predetermined positioning of the structure relative to the equipment in order to form the assembly to be lifted.
  • the first and / or second attachment means may be shaped to be retracted when inactive.
  • the first attachment means can be retracted, this in particular so as not to interfere with the attachment of the second equipment on the structure.
  • the first and / or second attachment means could be mounted on the structure removably.
  • first locations of the first fixing means and the second locations of the second fixing means are distinct, and are for example located at the periphery of the structure and the others in the central part of the structure.
  • first and / or second attachment means are assembled to the structure at the first location, respectively the second location, with at least one degree of freedom over a limited amplitude, in order to compensate for possible offsets. positioning the first, respectively the second equipment, relative to the structure, or to allow an adaptation of the handling device to different geometries of the first and second equipment respectively.
  • a given equipment for example a tank
  • the possible amplitude of the displacement of the fixing means is limited to an amplitude of the order of 10 ° or 20 cm maximum.
  • the fastening means remain generally assembled to the structure in a specific location, corresponding to the area of the equipment with which they will interact for the formation of the assembly to be lifted.
  • a fastening means may comprise a base assembled to the structure movably in a horizontal translation.
  • the first fixing means comprise for example hooks arranged along two opposite sides of the structure and shaped to cooperate with a tank of the electrolysis cell, for example shaped to be placed under a peripheral rim of the tank.
  • the hook can be fixed by its base to the structure, and hinged so that its lower free end can be raised.
  • the handling device may further comprise a support system removably mounted on the structure and for supporting a projecting portion of the equipment.
  • a support system removably mounted on the structure and for supporting a projecting portion of the equipment.
  • a protruding part which is cantilevered and can be heavy, could deform under its own weight, hence the advantage of providing an additional support system.
  • Such an additional support system may allow an assembly of the structure and the projecting portion which is not rigid.
  • Such a support system can be mounted on the structure removably. Thus, it can be removed when not in use, especially when lifting equipment that does not have a projecting part to be supported.
  • this removable assembly allows to place the support system in different parts of the structure, depending on where is the projecting part on the equipment to be lifted.
  • the invention relates to a system comprising a handling device as previously described and equipment attached to the structure and forming therewith a rigid lifting assembly.
  • the equipment attached to the structure may comprise a cell of the electrolysis cell, as the first equipment, the center of gravity of the first assembly to be raised being substantially centered with respect to the structure, in projection in a horizontal plane.
  • the equipment attached to the structure may include a superstructure of the electrolysis cell, as a second piece of equipment, the superstructure including an anode frame and positive ascents, the center of gravity of the second set to be lifted being offset from the center of the structure in the direction of said positive risers, in projection in a horizontal plane.
  • the invention relates to an igneous electrolysis aluminum production plant, comprising:
  • each cell extending in a transverse direction, the cells being arranged next to each other in a longitudinal direction; each cell comprising on the one hand a vessel including a cathode assembly and on the other hand a superstructure including an anode frame and positive risers;
  • a lifting unit having gripping means, said lifting unit being movable above the cells at least along the longitudinal direction;
  • the handling device can be lifted by the lifting unit via the cooperation between the gripping means of the lifting unit and the attachment means of the lifting device. handling. ,
  • Figure 1 is a schematic perspective view of an aluminum production plant according to one embodiment of the invention, showing a lifting unit and a handling device;
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an electrolysis cell of the installation
  • Figures 3 and 4 are schematic views of the handling device, respectively in perspective and viewed along the longitudinal direction of the installation;
  • Figure 5 is a schematic view of the handling device, seen in the transverse direction of the installation, showing the attachment means;
  • Figures 6a to 7b show different positions of the attachment means with respect to the structure, in a vertical direction;
  • Figure 8 schematically shows the configuration of the handling device when it raises a tank of the electrolysis cell
  • Figures 9, 10a and 10b show diagrammatically different configuration of the handling device when used to lift a superstructure of the electrolysis cell
  • FIGS. 1 1 to 13b are detailed views of the attachment means, showing in particular means for guiding the displacement of the attachment means, an actuator, and means for visually indicating the position of the attachment means in relation to the structure;
  • Figure 14 is a schematic perspective view of the assembly of the handling device to an electrolysis tank for lifting the tank;
  • Figures 15 to 17 are detail views illustrating first fixing means between the handling device and the vessel;
  • Figure 18 is a detail view in perspective of the handling device showing means for marking the positioning of the structure relative to the equipment;
  • Figure 19 is a schematic perspective view of the assembly of the handling device to a superstructure for the lifting of the superstructure
  • Figure 20 is a perspective view of a support system mountable to the structure.
  • FIG. 1 represents a plant 1 for the production of aluminum by electrolysis, and more particularly an electrolysis room of such an installation 1.
  • the installation 1 comprises a building 2 in which are located several electrolysis cells 3. Each cell 3 extends in a transverse direction Y, forming a row, and the cells 3 are arranged next to each other in a longitudinal direction X.
  • each cell 3 comprises a tank 20, a support structure 30 called “superstructure” and a plurality of anodes 40, 40 '.
  • the tank 20 comprises a box 21 of steel, an inner lining 22 which is generally formed by blocks of refractory materials, and a cathode assembly which comprises blocks of carbonaceous material, called “cathode blocks" 23, and metal connecting bars 24 to which are fixed the electrical conductors 45, 46, 47 serving for the routing of the electrolysis current.
  • Each anode 40 is provided with a metal rod 41 which is typically attached to the anode 40 via a multipode 42.
  • the anodes 40 are removably attached to a movable metal frame 25, called “anode frame” by a removable connector 26.
  • the anode frame 25 is carried by the superstructure 30 and fixed to electrical conductors 47, called “positive risers", for the routing of the electrolysis current.
  • unit cells are arranged next to one another, in rows or queues, in the direction X.
  • the unit cells of a row are electrically connected in series by means of connecting conductors. , 46, 47.
  • the cells 3 are arranged so as to clear a circulation aisle 48 along the installation 1 and an access path 49 between the cells 3.
  • a "cell 3" denotes a row (according to Y ) of unit cells.
  • the positive ascents 47 extend from a single side of a given cell 3, substantially in the longitudinal direction X, towards the adjacent cell 3.
  • the positive ascents 47 of all the cells 3 extend in the same direction along the longitudinal direction X.
  • Each cell 3 is provided with a rollover system.
  • This includes a series of removable covers 33 which are typically metallic, and more typically aluminum alloy.
  • the covers 33 may be substantially flat or curved.
  • the rollover system confines the effluents within the interior of the cell 3 and is connected to means (not shown) for discharging the effluents and directing them to a treatment center.
  • the covers 33 are generally provided with a handle for handling by operators.
  • the rod 41 of the anodes 40 typically emerges from the rollover system through openings provided for this purpose in the rollover system.
  • the anodes 40 are of precooked carbon material.
  • the progressive consumption of the anodes 40 during the electrolytic reduction reactions of the aluminum requires interventions on the cells 3 among which, in particular, the replacement of the spent anodes 40 'by new anodes 40.
  • the vessel 20 - which includes the cathode assembly and forms a first equipment of the cell 3 - is raised to be removed from the cell 3 and moved to a specific room located outside the electrolysis room where will be carried out the repair operations.
  • the superstructure 30 - Prior to the lifting of the tank 20, it is necessary to lift the superstructure 30 - which includes the anode frame 25 and the positive ascents 47 and forms a second piece of equipment of the cell 3.
  • the installation 1 comprises a lifting unit 4 which can be moved above the cells 20.
  • the lifting unit 4 can typically be mounted on a traveling crane 5 which comprises two beams 6 extending transversely and which is designed to move in the longitudinal direction X above the cells 3.
  • the crane 5 can be mounted longitudinally movable on longitudinal rails 7 or raceways which can be arranged at adjacent to two transverse end walls 8 of the building 2.
  • the lifting unit 4 can be movable along the beams 6 in the transverse direction Y.
  • the lifting unit 4 comprises gripping means 9, for example in the form of hooks.
  • the lifting unit 4 comprises two hooks 9 aligned transversely.
  • the installation 1 further comprises a device 10 for handling equipment, more particularly the tank 20 or the superstructure 30.
  • the handling device 10 comprises a structure 50 on which first fastening means 51 are mounted for fixing the tank 20 to the structure 50 and second fixing means 52 for fastening the superstructure. 30 to the structure 50.
  • the handling device 10 also comprises hooking means 60 intended to cooperate with the. gripping means 9 of the lifting unit 4 to allow lifting of the handling device 10 and the equipment which is fixed to the structure 50.
  • the structure 50 comprises two beams 53 extending in the transverse direction Y connected by crosspieces 54, for example two crosspieces 54 extending in the longitudinal direction X.
  • the handling device 10 comprises a fastening means 60 mounted on each of the crosspieces 54.
  • the attachment means 60 comprises a stirrup having two sidewalls 61 extending in a plane (X, Z) facing each other in the direction Y.
  • the cross member 54 is engaged in the stirrup, between the two flanks 61.
  • the flanks 61 are connected by a bar 62 of Y axis, which is shaped to be grasped by the gripping means 9 of the lifting unit 4.
  • the attachment means 60 is mounted on the cross member 54 in a translationally mobile manner along the direction X.
  • the upper face of the crosspiece 54 comprises two guide rails 55 extending in the direction X near the sidewalls 61.
  • a wall 64 projects horizontally from a sidewall 61 towards the sidewall 61 opposite and is provided with sliding members 65, such as Teflon® pads, intended to cooperate with the guide rails 55 to form a slide.
  • the flanks 61 are connected by rods 66 extending in the direction Y, for example three rods 66.
  • the rods 66 belong to locking means in position of the stirrup relative to the cross member 54, that is to say the attachment means 60 relative to the structure 50.
  • the distance between the rods 66 and the sliding members 65 is greater than the height of the cross member 54 in the area where it is engaged in the stirrup.
  • the rods 66 are located at a distance from the underside of the crosspiece 54.
  • an actuator 63 is provided to cause the stirrup to move relative to the crosspiece 54.
  • an end stop 69 can be provided to prevent damage to the actuator 63 (FIG. 12). .
  • First visual indication means are provided on the handling device 10 to indicate the position of the yoke relative to the cross member 54 along the X direction.
  • these first means of visual indication comprise on the one hand markings 57 on the crossbar 54, for example vertical lines.
  • These pins 57 are preferably identical in number to the possible positions of the yoke relative to the cross 54, three for example in this case.
  • These first visual indication means further comprise an indicating member 67 integral with the stirrup, which may for example be in the form of an arrow which is placed opposite one of the pins 57.
  • the locking means in position of the stirrup relative to the crosspiece 54 comprise notches 56 adapted to receive one of the rods 66.
  • the notches 56 are arranged in the lower part of the crosspieces. 54 and are open down. In the embodiment shown, the notches 56 are five in number.
  • FIGS. 6a view according to Y) and 6b (view along X) illustrate the attachment means 60 in the high position, which corresponds in practice to the fact that the structure 50 is lifted by the lifting unit 4.
  • the rods 66 of the attachment means 60 are engaged in the notches 56 of the cross member 54 and provide a locking position - in the X direction - of the yoke relative to the crosspiece 54.
  • the wall 64 and the sliding members 65 are located at a distance from the guide rails 55. The attachment means are thus locked in position relative to the structure 50.
  • the rods 66 thus serve as support for the structure 50 when the latter is lifted by lifting unit 4.
  • FIGS. 7a (seen along Y) and 7b (seen along X) illustrate the hooking means 60 in the low position, which corresponds in practice to the fact that the structure 50 is not lifted by the lifting unit 4.
  • the sliding members 65 of the wall 64 rest on the guide rails 55 and the rods 66 of the attachment means 60 are located at a distance from the notches 56 of the cross member 54.
  • the attachment means are therefore free to be moved along the cross member 54 by means of the actuator 63.
  • the attachment means thus define a plurality of attachment zones located at different locations of the structure, more precisely at locations spaced along the X axis.
  • the appropriate attachment zone is chosen according to the location. the center of gravity of the assembly to be lifted, as will be described later, to compensate for the difference in location between the centers of gravity of different sets to lift.
  • the hooking means can be locked in the appropriate position in which they have been placed. Thanks to the configuration described above, the locking means are in the deactivated position when the structure 50 is not lifted by the lifting unit 4 and are automatically activated when the structure 50 is lifted by the lifting unit 4 by the weight of the structure 50 alone.
  • Second visual indication means are provided on the handling device 10 to indicate the position of the yoke relative to the cross member 54 along the vertical direction Z.
  • these first means of visual indication comprise on the one hand at least one mark 58 on the crossbar 54, for example a horizontal line, corresponding to the lower position or the upper position of the stirrup.
  • These second visual indication means comprise, on the other hand, an organ indicating 68 integral with the caliper, which may for example be in the form of an arrow which is placed opposite reference 58 or not.
  • the handling device 10 is intended to allow to raise indifferently:
  • the tank 20 as first equipment, by means of the first fixing means 51 which cooperate with the tank 20 to form a first rigid lifting assembly which has a first center of gravity G1 located in a first location with respect to the structure 50
  • the tank 20 being substantially symmetrical, the center of gravity G1 of the first set to be raised is substantially centered with respect to the structure 50, in projection in a horizontal plane.
  • the center of gravity G2 of the second set to be lifted is offset with respect to the center of the structure 50 in the direction of said positive risings 47, in projection in a horizontal plane. .
  • the vessel 20 and the superstructure 30 When in the position of use, the vessel 20 and the superstructure 30 have a horizontal mean plane, respectively P20 and P30 (see Figure 2).
  • the invention is intended to compensate for the difference in location between the centers of gravity G1 and G2 of the first and second sets to be lifted to limit the inclination of the planes P20 and P30 with respect to a horizontal plane, in position lifting the tank 20 and the superstructure 30.
  • the compensation system of the invention can be configured so that, when one of the first and second equipment (namely the tank 20 and the superstructure 30) is raised, the dihedral angle between the average plane P20, P30 of said equipment and a horizontal plane is maintained in a range of -10 to + 10 °, preferably -5 to + 5 °.
  • the compensation system of the invention can be configured so that this dihedral angle is substantially zero, in other words so that the equipment, when raised, retains the orientation that it had in the position of use (see Figures 8, 10a and 10b).
  • the compensation of the difference in location between G1 and G2, in a horizontal plane, is obtained via the displacement of the hooking means 60 along the crosspieces 54.
  • the hooking means 60 are positioned centrally at X along the spacers 54 and define an attachment zone, for the hooks 9, located substantially midway between the beams 53.
  • the hooking means 60 when the handling device 10 is used to lift a superstructure 30, as illustrated in FIGS. 9 to 10b, the hooking means 60 must be positioned along the crosspieces 54 in an offset manner at X, in order to compensate the shift of the center of gravity G2 relative to the median vertical plane located between the beams 53.
  • This appropriate positioning of the attachment means 60 on the crosspieces 54 is effected when the structure 50 is not lifted (FIG. 9), the means blocking are then disabled as described above.
  • the hooking means 60 are moved in the direction of the positive risers 47.
  • the attachment means 60 can be locked at any position of the cross member 54, this position being determined according to the position of the center of gravity of the assembly to be lifted.
  • P20 of the vessel 20 and the horizontal mean plane P30 of the superstructure 30 remain substantially horizontal when the equipment is lifted by the handling device 10 (see respectively Figures 8 and 10a-10b).
  • the first fixing means 51 comprise hooks which are arranged along the outer faces of the beams 53 of the structure 50, as illustrated schematically in FIGS. 3 and 4. It should be noted that, in Figure 14, only a hook has been shown for simplification.
  • the first fixing means 51 are, for example, shaped so as to be able to bear under a flange 11 of the tank 20, as shown schematically in FIG. 8. It should be noted that in FIG. 14 the first fastening means 51 are being positioned on the tank 20 by an operator.
  • the first fixing means 51 comprise a base 71, in the form of a plate, assembled to the structure 50 and to the free portion of which is mounted a hook 72, pivotally about an axis 78 parallel to the direction Y.
  • the hook 72 is here formed of two identical plates vis-à-vis, arranged parallel on either side of the base 71.
  • the hook 72 comprises a return 73 whose edge upper 74 may abut under the flange 1 1 of the tank 20.
  • the plates forming the hook may further have orifices 75 facing which can be engaged a locking rod 76 cooperating further with a portion 12 of the tank 20 (as illustrated in Figure 15), to ensure or complete the attachment of the vessel 20 to the structure 50.
  • the base 71 is assembled to the structure 50 with certain degrees of freedom, so that the first fixing means 51 can be adaptable to slight configuration modifications of the tanks 20 or compensate for any imperfect positioning of the structure 50 It is thus possible for the base 71 to be mounted in a slot 59 formed in a beam 53 of the structure 50, as illustrated in FIG. 15, allowing a certain amplitude of displacement of the first fixing means. 51 in direction Y, for example.
  • the hook 72 to allow improved and easier positioning of the hook 72 relative to the element of the vessel 20 with which it must cooperate (flange 1 1 or part 12, in particular), it is possible to provide a ball joint system 77 in part upper base 71, and / or an additional axis of articulation 79, for example oriented in the direction Y.
  • the hook 72 can pivot about the axis 78 relative to the base 71 to be raised, and thus occupy a retracted position.
  • This retracted position can be used when the first fastening means 51 are inactive, so as not to constitute discomfort, and in particular: - when it is the second equipment - here the superstructure 30 - which must be lifted, by the second fastening means 52 (see Figure 19);
  • the lifting unit 4 whose gripping means 9 are associated to the attachment means 60, can lift the assembly.
  • the tank 20 then occupies a raised position in which its mean plane P20, horizontal in the position of use, remains substantially horizontal.
  • the superstructure 30 is fixed to the structure 50 via the second fastening means 52.
  • the latter are arranged on the structure 50 at locations distinct from those of the first fastening means 51.
  • the second fastening means 52 are arranged at locations between the beams 53, as seen in Figure 3. They are intended to cooperate with elements 81 provided for this purpose on the superstructure 30, as shown in Figure 19.
  • the second fastening means 52 and the elements 81 may have a known configuration which will not be described further.
  • the structure 50 may comprise reference means 82 illustrated schematically in FIG. 18. The operator acts to visually position these means reference 82 facing corresponding parts on the equipment to lift (here the superstructure 30, but it could also apply to the tank 20).
  • the first fixing means 51 can be placed in the retracted position so as not to be a nuisance, while they are inactive.
  • the superstructure 30 is thus assembled to the structure 50 to form a second rigid lifting assembly, and the hooking means 60 are positioned off-center on the crosspieces 54, in the direction of the positive risers 47, as can be seen in FIG. 19.
  • the lifting unit 4, whose gripping means 9 are associated with the hooking means 60, can then lift the assembly. Thanks to the offset of the attachment means 60, compensating for the offset of the center of gravity G2, the superstructure 30 then occupies a raised position in which its mean plane P30, horizontal in the position of use, remains substantially horizontal.
  • the positive risers 47 constituting cantilevered heavy projections, there can be provided a support system 85 for dedicated support of these positive risers 47 to prevent them from deforming under their own weight.
  • the support system 85 may comprise a rigid frame 86 which engages on a positive rise 47. More specifically, the frame 86 may comprise a U-shaped upper portion 87 whose lower opening is closed. by a rod 88, once the U-shaped upper portion 87 placed on the positive rise 47. The rod 88 thus forms a support of the positive rise 47.
  • the frame 86 can be hung on an appendix 89 formed on a beam 53 of the structure 50, via a connecting device 90 may include flexible means (eg cables), a pulley and a hook.
  • a connecting device 90 may include flexible means (eg cables), a pulley and a hook.
  • the connecting device 90 can enable the frame 86 to be put under tension, to ensure effective support of the positive rise 47.
  • the support system 85 can therefore be removably mounted on the structure 50, and thus be in place only when used.
  • the invention provides a decisive improvement to the prior art, by providing a combined handling device, allowing both the lifting of a tank that a superstructure, and this under very satisfactory conditions, particularly the point of view of the stability of the lifted equipment.
  • the handling device has a particularly advantageous adaptability.

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Abstract

Le dispositif de manutention (10) comprend une structure (50) sur laquelle sont montés : des moyens d'accrochage (60) à une unité de levage; des premiers moyens de fixation (51) destinés à coopérer avec un premier équipement de la cellule pour former un premier ensemble à lever rigide qui possède un premier centre de gravité situé en une première localisation par rapport à la structure; des deuxièmes moyens de fixation (52) destinés à coopérer avec un deuxième équipement de la cellule pour former un deuxième ensemble à lever rigide qui possède un deuxième centre de gravité situé en une deuxième localisation distincte par rapport à la structure. Un système de compensation (63) permet de compenser la différence de localisation entre les premier et deuxième centres de gravité, de sorte que l'équipement soulevé puisse conserver une orientation sensiblement horizontale.

Description

Dispositif de manutention d'un équipement d'une cellule d'électrolyse
La présente invention concerne un dispositif de manutention d'un équipement d'une cellule d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée. L'invention se rapporte également à un système comprenant un tel dispositif de manutention et un équipement, ainsi qu'à une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant un tel dispositif de manutention.
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, c'est-à-dire par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, selon le procédé de Hall-Héroult. Les cellules d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comportent une cuve munie de cathodes et des anodes en matériau carboné montées sur une superstructure et partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Le brevet français FR 2 806 742 (correspondant au brevet américain US 6 409 894) décrit plus en détails la structure typique des usines destinées a la production d'aluminium et des cellules qu'elles contiennent.
En fonctionnement, une installation d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse, telles que les changements d'anode et la réfection des cuves.
L'invention concerne plus particulièrement la réfection des cuves, qui inclut des opérations dites de "débrasquage" et de "rebrasquage" de la cuve, destinées à renouveler le creuset formé par le revêtement intérieur et les éléments cathodiques de la cuve. Pour des questions de rationalisation de production et de limitation des nuisances pour les opérateurs, ces opérations sont de préférence réalisées dans une salle spécifique située en dehors de la salle d'électrolyse.
Les cuves doivent donc être retirées de la cellule correspondante. A cet effet, l'installation est classiquement équipée d'une unité de levage pouvant être déplacée au-dessus des cellules et d'un dispositif de manutention - ou palonnier - pouvant d'une part être accroché à l'unité de levage et d'autre part venir se fixer sur la cuve.
Dans un premier temps, la superstructure située au-dessus de la cuve doit être ôtée, et la cuve peut ensuite à son tour être ôtée de la cellule.
Les installations connues comportent d'une part un premier palonnier dédié à la manutention de la superstructure, et d'autre part un deuxième palonnier dédié à la manutention de la cuve. Ceci résulte du fait que la superstructure et la cuve sont des équipements de la cellule ayant des géométries totalement différentes, et qu'il n'est pas prévu de palonnier unique qui serait compatible avec chacun de ces deux équipements et qui permettrait d'assurer la .manutention de chacun de ces deux équipements dans des conditions de fiabilité et de sécurité satisfaisante, en garantissant de plus la préservation de l'intégrité des équipements. De plus, lors de la réfection des cuves, certaines modifications peuvent être apportée à l'installation afin d'en améliorer sa performance. Ces interventions peuvent entraîner une modification de la conception de la cuve et rendre ainsi impossible son levage par le dispositif de manutention prévu initialement. La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de manutention d'un équipement d'une cellule d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée, ledit équipement pouvant occuper une position d'utilisation et présentant un plan moyen horizontal dans ladite position d'utilisation, le dispositif de manutention comprenant une structure sur laquelle sont montés :
des moyens d'accrochage destinés à coopérer avec des moyens de préhension appartenant à une unité de levage ;
une pluralité de moyens de fixation qui sont agencés en une pluralité d'emplacements déterminés sur la structure et qui sont conformés pour coopérer avec ledit équipement pour que la structure et ledit équipement forment un ensemble à lever rigide.
De plus, selon une définition générale de l'invention, le dispositif de manutention comprend :
un premier groupe de premiers moyens de fixation agencés en une pluralité de premiers emplacements déterminés sur la structure, et conformés pour coopérer avec un premier équipement de la cellule de sorte à former un premier ensemble à lever rigide qui possède un premier centre de gravité situé en une première localisation par rapport à la structure ;
et au moins un deuxième groupe de deuxièmes moyens de fixation agencés en une pluralité de deuxièmes emplacements déterminés sur la structure, et conformés pour coopérer avec un deuxième équipement de la cellule de sorte à former un deuxième ensemble à lever rigide qui possède un deuxième centre de gravité situé en une deuxième localisation par rapport à la structure, la deuxième localisation étant distincte de la première localisation en projection dans un plan horizontal ;
- un système de compensation configuré pour compenser la différence de localisation entre les premier et deuxième centres de gravité, de sorte que, lorsque l'équipement occupe une position levée, l'inclinaison de son plan moyen par rapport à un plan horizontal soit maintenue dans une gamme prédéterminée identique pour le premier et le deuxième équipements. Ainsi, l'invention fournit un dispositif de manutention unique capable d'assurer la manutention d'au moins deux équipements différents, ce qui permet de limiter le nombre de dispositifs de manutention nécessaires, et par conséquent le volume nécessaire au stockage des ces dispositifs de manutention ainsi que les coûts d'exploitation de l'installation. L'invention permet également de faciliter les opérations de réfection des cuves en évitant d'avoir à changer le dispositif de manutention en fonction de l'équipement à ôter, ce qui se traduit aussi par un gain de temps considérable sur ces opérations.
L'adaptabilité du dispositif de manutention à différents équipements résulte d'une part de la présence de deux groupes de moyens de fixation dédiés chacun à l'un des équipements.
Cette adaptabilité résulte d'autre part du système de compensation de la différence de localisation entre les centres de gravité des ensembles à lever, c'est-à-dire des équipements. En effet, la cuve présente un centre de gravité sensiblement centré, tandis que la superstructure présente un centre de gravité décalé en direction des montées positives. La présence du système de compensation permet d'éviter que, du fait de ce décalage du centre de gravité, la superstructure soit très inclinée lorsqu'elle est soulevée. En limitant l'inclinaison de la superstructure grâce au système de compensation, l'invention permet ainsi, en utilisant le même dispositif de manutention que pour la cuve, de former un deuxième ensemble à lever dont l'encombrement vertical est réduit. Ceci est crucial car l'espace disponible au-dessus des cellules dans l'installation est limité. De plus, du fait de la très grande dimension des premier et deuxième équipements - dans le plan horizontal lorsqu'ils occupent leur position d'utilisation - une inclinaison même faible de l'ensemble levé peut se traduire par une augmentation sensible de l'encombrement en hauteur de cet ensemble et des risques d'interférence avec d'autres équipements de l'installation. En outre, du fait du poids considérable des équipements considérés, une inclinaison trop importante de l'ensemble lorsqu'il est levé pourrait conduire à une déformation de l'équipement sous son propre poids.
Du fait que les premiers et les deuxièmes moyens de fixation sont agencés en des premiers et deuxièmes emplacements déterminés sur la structure, il n'existe pas de possibilité de saisir cet équipement de différentes façons possibles, ce qui pourrait permettre d'adapter la position dans l'espace de l'équipement levé à la localisation de son centre de gravité. La compensation des différences de positionnement des centres de gravité des équipements à soulever ne peut donc pas être réalisée au niveau des moyens de fixation. Il est à noter que par « rigide », on entend que l'ensemble à lever formé par l'équipement et la structure n'est pas déformable au cours d'une opération classique de manutention, et en particulier que la structure et l'équipement qui lui est fixé ne peuvent pas se déplacer l'un par rapport à l'autre. Cela signifie notamment que les moyens de fixation ne sont pas des câbles.
Selon une réalisation possible, le système de compensation est configuré pour que, lorsque l'équipement occupe une position levée, l'angle dièdre entre le plan moyen dudit équipement et un plan horizontal soit maintenu dans une gamme de -10 à +10°, de préférence de -5 à +5°, qu'il s'agisse du premier ou du deuxième équipement.
Plus spécifiquement, on peut prévoir que le système de compensation soit configuré pour que le plan moyen de l'équipement soit sensiblement horizontal lorsque ledit équipement occupe une position levée, qu'il s'agisse du premier ou du deuxième équipement. En conservant l'orientation de chacun des équipements par rapport à leur position d'utilisation, on limite au maximum l'encombrement vertical qu'ils présentent lorsqu'ils sont en position levée. En outre, une cuve venant de subir des opérations de brasquage doit rester horizontale.
Selon une réalisation possible, les moyens d'accrochage sont configurés pour définir une pluralité de zones d'accrochage situées en des endroits différents de la structure, en projection dans un plan horizontal, formant ainsi au moins une partie du système de compensation.
On peut ainsi prévoir plusieurs moyens d'accrochage montés de façon fixe sur la structure, l'unité de levage étant associé au(x) moyen(s) d'accrochage situé(s) de façon approprié selon la position du centre de gravité de l'équipement à lever.
Selon une réalisation possible, le dispositif de manutention comprend des moyens de liaison entre les moyens d'accrochage et la structure, lesdits moyens de liaison étant conformés pour permettre le déplacement des moyens d'accrochage par rapport à la structure dans un plan sensiblement horizontal en fonction de la localisation du centre de gravité de l'ensemble à lever.
Ainsi, on peut prévoir un unique moyen d'accrochage pour chacun des moyens de préhension de l'unité de levage, chaque moyen d'accrochage étant monté mobile par rapport à la structure - dans un plan sensiblement horizontal - de façon à pouvoir être placé dans une zone d'accrochage déterminée et appropriée, selon la position du centre de gravité de l'équipement à lever. Par exemple, on peut prévoir que les moyens d'accrochage soient mobiles par rapport à la structure uniquement le long d'une direction horizontale, ceci pouvant être suffisant pour soulever uniquement deux équipements.
Les moyens de liaison peuvent comprendre des moyens de guidage du déplacement des moyens d'accrochage par rapport à la structure le long d'au moins une direction horizontale. Ces moyens de guidage comportent par exemple des rails.
Les moyens de liaison peuvent comprendre au moins un actionneur apte à provoquer le déplacement des moyens d'accrochage par rapport à la structure. Il peut typiquement s'agir d'un vérin. Peut en outre être prévue une butée de fin de course permettant d'éviter d'endommager le vérin.
Les moyens de liaison, entre les moyens d'accrochage et la structure, permettent ainsi d'assurer ainsi le bon positionnement des moyens d'accrochage en fonction du centre de gravité de l'équipement à manutentionner, et forment ainsi une partie du système de compensation.
Le dispositif de manutention peut comprendre des moyens de blocage aptes à bloquer en position les moyens d'accrochage par rapport à la structure.
Selon une réalisation possible, ces moyens de blocage peuvent être configurés pour être en position désactivée lorsque la structure n'est pas levée par l'unité de levage et pour être activés automatiquement lorsque la structure est levée par l'unité de levage.
Les moyens blocage peuvent comporter au moins un organe de blocage ménagé en partie inférieure de la structure et au moins un organe de blocage complémentaire ménagé en partie inférieure des moyens d'accrochage, et en ce que les moyens d'accrochage comprennent une paroi d'appui située à distance de l'organe de blocage des moyens d'accrochage selon la direction verticale, les moyens d'accrochage étant ainsi conformés pour que :
lorsque la structure n'est pas levée par l'unité de levage, la paroi d'appui repose sur la structure et les organes de blocage de la structure et des moyens d'accrochage ne coopèrent pas ;
et, lorsque la structure est levée par l'unité de levage, les organes de blocage de la structure et des moyens d'accrochage coopèrent.
Les moyens de blocage peuvent comprendre une pluralité d'organes de blocage d'un premier type ménagés sur les moyens d'accrochage, respectivement sur la structure, et au moins un organe de blocage complémentaire d'un deuxième type ménagé sur la structure, respectivement sur les moyens d'accrochage, les organes de blocage du premier type étant des tiges et le ou les deuxièmes organes de blocage du deuxième type étant des encoches aptes à recevoir l'une des tiges, ou inversement.
En outre, on peut prévoir que le dispositif de manutention comprenne des moyens d'indication visuelle de la position des moyens d'accrochage par rapport à la structure : - dans un plan sensiblement horizontal ;
et/ou dans la direction verticale, le cas échéant.
Selon une réalisation possible, les moyens d'accrochage comprennent un étrier dans lequel est engagée une partie de la structure, l'étrier possédant une partie inférieure servant de support à la structure lorsque la structure est levée par une unité de levage et, en partie supérieure, une barre conformée pour pouvoir être saisie par des moyens de préhension appartenant à l'unité de levage. Ladite partie inférieure peut constituer au moins en partie les moyens de blocage. Il peut par exemple s'agir de tiges pouvant être reçues dans des encoches ménagées en partie inférieure de la structure.
La structure peut comporter deux poutres s'étendant selon une direction horizontale longitudinale du dispositif de levage, dite transversale par rapport au bâtiment de l'installation, reliées par au moins deux traverses, s'étendant selon une direction horizontale transversale du dispositif de levage, dite longitudinale par rapport au bâtiment de l'installation.
On peut alors prévoir que les moyens d'accrochage soient montés sur les traverses, et que les différentes zones d'accrochage possibles définies par les moyens d'accrochage soient espacées les unes des autres le long de la direction longitudinale.
Selon une réalisation possible, la structure comprend des moyens de repère destinés à permettre un positionnement prédéterminé de la structure par rapport à l'équipement en vue de former l'ensemble à lever.
Les premiers et/ou les deuxièmes moyens de fixation peuvent être conformés pour pouvoir être escamotés lorsqu'ils sont inactifs. Ainsi, par exemple, lorsque le deuxième équipement est soulevé, les premiers moyens de fixation peuvent être escamotés, ceci notamment afin de ne pas gêner la fixation du deuxième équipement sur la structure. En variante ou en complément, les premiers et/ou les deuxièmes moyens de fixation pourraient être montés sur la structure de façon amovible.
On peut prévoir que les premiers emplacements des premiers moyens de fixation et les deuxièmes emplacements des deuxièmes moyens de fixation soient distincts, et soient par exemple situés les uns à la périphérie de la structure et les autres en partie centrale de la structure. Selon une réalisation possible, les premiers et/ou les deuxièmes moyens de fixation sont assemblées à la structure au niveau du premier emplacement, respectivement du deuxième emplacement, avec au moins un degré de liberté sur une amplitude limitée, afin de compenser d'éventuels décalages de positionnement du premier, respectivement du deuxième équipement, par rapport à la structure, ou de permettre une adaptation du dispositif de manutention à différentes géométries du premier, respectivement du deuxième équipement.
Il est précisé qu'un équipement donné (par exemple une cuve) présente une géométrie globale déterminée, mais peut présenter des caractéristiques géométriques de détail différentes d'un type à l'autre du même équipement. Par ailleurs, en pratique, l'amplitude possible du déplacement des moyens de fixation est limitée à une amplitude de l'ordre de 10° ou 20 cm au maximum. Les moyens de fixation restent globalement assemblés à la structure en un emplacement déterminé, correspondant à la zone de l'équipement avec laquelle ils vont interagir pour la formation de l'ensemble à lever. Par exemple, un moyen de fixation peut comporter une base assemblée à la structure de façon mobile selon une translation horizontale.
Les premiers moyens de fixation comprennent par exemple des crochets agencés le long de deux côtés opposés de la structure et conformés pour coopérer avec une cuve de la cellule d'électrolyse, par exemple conformés pour être placés sous un rebord périphérique de la cuve. Le crochet peut être fixé par sa base à la structure, et articulé de sorte que sa partie extrême inférieure libre puisse être relevée.
Le dispositif de manutention peut en outre comprendre un système de soutien monté de façon amovible sur la structure et destiné à soutenir une partie saillante de l'équipement. En effet, une telle partie saillante, qui est donc en porte-à-faux et peut être lourde, pourrait se déformer sous son propre poids, d'où l'avantage de prévoir un système de soutien additionnel. Un tel système de soutien additionnel peut permettre un assemblage de la structure et de la partie saillante qui ne soit pas rigide.
Un tel système de soutien peut être monté sur la structure de façon amovible. Ainsi, il peut être ôté lorsqu'il n'est pas utilisé, en particulier quand on soulève un équipement ne présentant pas de partie saillante devant être soutenue. En outre, ce montage amovible permet de placer le système de soutien à différents endroits de la structure, selon l'endroit où se trouve la partie saillante sur l'équipement à lever.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un système comprenant un dispositif de manutention tel que précédemment décrit et un équipement fixé sur la structure et formant avec celle-ci un ensemble à lever rigide. L'équipement fixé sur la structure peut comprendre une cuve de la cellule d'électrolyse, en tant que premier équipement, le centre de gravité du premier ensemble à lever étant sensiblement centré par rapport à la structure, en projection dans un plan horizontal.
L'équipement fixé sur la structure peut comprendre une superstructure de la cellule d'électrolyse, en tant que deuxième équipement, la superstructure incluant un cadre anodique et des montées positives, le centre de gravité du deuxième ensemble à lever étant décalé par rapport au centre de la structure en direction desdites montées positives, en projection dans un plan horizontal.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
un bâtiment lequel sont situées plusieurs cellules ; chaque cellule s'étendant selon une direction transversale, les cellules étant disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale ; chaque cellule comprenant d'une part une cuve incluant un ensemble cathodique et d'autre part une superstructure incluant un cadre anodique et des montées positives ;
une unité de levage comportant des moyens de préhension, ladite unité de levage pouvant être déplacée au-dessus des cellules au moins le long de la direction longitudinale ;
et, en outre, un dispositif de manutention tel que précédemment décrit, le dispositif de manutention pouvant être soulevé par l'unité de levage via la coopération entre les moyens de préhension de l'unité de levage et les moyens d'accrochage du dispositif de manutention. ,
On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible 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 de levage et un dispositif de manutention ;
La figure 2 est une vue schématique en section d'une cellule d'électrolyse de l'installation ;
Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques du dispositif de manutention, respectivement en perspective et vu selon la direction longitudinale de l'installation ;
La figure 5 est une vue schématique du dispositif de manutention, vu selon la direction transversale de l'installation, montrant les moyens d'accrochage ; Les figures 6a à 7b représentent différentes positions des moyens d'accrochage par rapport à la structure, selon une direction verticale ;
La figure 8 représente schématiquement la configuration du dispositif de manutention lorsqu'il soulève une cuve de la cellule d'électrolyse ;
Les figures 9, 10a et 10b représentent schématiquement différentes configuration du dispositif de manutention lorsqu'il est utilisé pour soulever une superstructure de la cellule d'électrolyse ;
Les figures 1 1 à 13b sont des vues de détail des moyens d'accrochage, montrant en particulier des moyens de guidage du déplacement des moyens d'accrochage, un actionneur, et des moyens d'indication visuelle de la position des moyens d'accrochage par rapport à la structure ;
La figure 14 est une vue schématique en perspective de l'assemblage du dispositif de manutention à une cuve d'électrolyse en vue du soulèvement de la cuve ;
Les figures 15 à 17 sont des vues de détail illustrant des premiers moyens de fixation entre le dispositif de manutention et la cuve ;
La figure 18 est une vue de détail en perspective du dispositif de manutention montrant des moyens de repère du positionnement de la structure par rapport à l'équipement ;
La figure 19 est une vue schématique en perspective de l'assemblage du dispositif de manutention à une superstructure en vue du soulèvement de la superstructure ;
La figure 20 est une vue en perspective d'un système de soutien pouvant être monté sur la structure.
La figure 1 représente 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 2 dans lequel sont situées plusieurs cellules 3 d'électrolyse. Chaque cellule 3 s'étend selon une direction transversale Y, en formant une rangée, et les cellules 3 sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale X.
Comme illustré sur la figure 2, chaque cellule 3 comprend une cuve 20, une structure de support 30 appelée « superstructure » et une pluralité d'anodes 40, 40'.
La cuve 20 comprend un caisson 21 en acier, un revêtement intérieur 22 qui est généralement formé par des blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique qui comprend des blocs en matériau carboné, appelés « blocs cathodiques » 23, et des barres de raccordement métalliques 24 auxquelles sont fixés les conducteurs électriques 45, 46, 47 servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Chaque anode 40 est munie d'une tige métallique 41 qui est typiquement fixée à l'anode 40 par l'intermédiaire d'un multipode 42. Les anodes 40 sont fixées de manière amovible à un cadre métallique mobile 25, appelé « cadre anodique », par un connecteur amovible 26. Le cadre anodique 25 est porté par la superstructure 30 et fixé à des conducteurs électriques 47, appelés « montées positives », servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Généralement, plus d'une centaine de cellules unitaires sont disposées les unes à côté des autres, en rangées ou files, selon la direction X. Les cellules unitaires d'une rangée sont raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison 45, 46, 47. Les cellules 3 sont disposées de manière à dégager une allée de circulation 48 le long de l'installation 1 et une voie d'accès 49 entre les cellules 3. On désigne par « cellule 3 » une rangée (selon Y) de cellules unitaires.
Comme on le voit sur la figure 1 , les montées positives 47s'étendent depuis un unique côté d'une cellule 3 donnée, sensiblement selon la direction longitudinale X, en direction de la cellule 3 adjacente. De plus, les montées positives 47 de toutes les cellules 3 s'étendent dans le même sens le long de la direction longitudinale X.
Chaque cellule 3 est munie d'un système de capotage. Celui-ci comprend une série de capots 33 amovibles qui sont typiquement métalliques, et plus typiquement en alliage d'aluminium. Les capots 33 peuvent être sensiblement plans ou bombés. Le système de capotage confine les effluents à l'intérieur 29 de la cellule 3 et est relié à des moyens (non illustrés) pour évacuer les effluents et les diriger vers un centre de traitement. Les capots 33 sont généralement munis d'une poignée destinée à leur manutention par des opérateurs.
La tige 41 des anodes 40 émerge typiquement du système de capotage par des ouvertures aménagées à cet effet dans le système de capotage.
Selon la technologie la plus répandue, les anodes 40 sont en matériau carboné précuit. La consommation progressive des anodes 40 lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium nécessite des interventions sur les cellules 3 parmi lesquelles figure, notamment, le remplacement des anodes usées 40' par des anodes neuves 40.
Par ailleurs, au cours de l'exploitation de l'installation 1 , il est périodiquement nécessaire de procéder à la réfection des cuves 20. Pour ce faire, la cuve 20 - qui inclut l'ensemble cathodique et forme un premier équipement de la cellule 3 - est soulevée pour être ôtée de la cellule 3 et déplacée vers une salle spécifique située en dehors de la salle d'électrolyse où seront réalisées les opérations de réfection. Préalablement au soulèvement de la cuve 20, il est nécessaire de soulever la superstructure 30 - qui inclut le cadre anodique 25 et les montées positives 47 et forme un deuxième équipement de la cellule 3.
A cet effet, l'installation 1 comprend une unité de levage 4 pouvant être déplacée au- dessus des cellules 20. Comme illustré sur la figure 1 , l'unité de levage 4 peut typiquement être montée sur un pont roulant 5 qui comporte deux poutres 6 s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon la direction longitudinale X au- dessus des cellules 3. Plus précisément, le pont roulant 5 peut être monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux 7 ou chemins de roulement qui peuvent être ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales 8 du bâtiment 2. L'unité de levage 4 peut être mobile le long des poutres 6 selon la direction transversale Y.
En outre, l'unité de levage 4 comporte des moyens de préhension 9, par exemple sous la forme de crochets. Dans la réalisation illustrée sur la figure 1 , l'unité de levage 4 comporte deux crochets 9 alignés transversalement.
L'installation 1 comprend en outre un dispositif de manutention 10 d'un équipement, à savoir plus particulièrement la cuve 20 ou la superstructure 30.
Comme illustré sur la figure 3, le dispositif de manutention 10 comprend une structure 50 sur laquelle sont montés des premiers moyens de fixation 51 pour la fixation de la cuve 20 à la structure 50 et des deuxièmes moyens de fixation 52 pour la fixation de la superstructure 30 à la structure 50. Le dispositif de manutention 10 comprend également des moyens d'accrochage 60 destinés à coopérer avec les. moyens de préhension 9 de l'unité de levage 4 pour permettre le soulèvement du dispositif de manutention 10 et de l'équipement qui est fixé à la structure 50.
Dans la réalisation représentée, la structure 50 comporte deux poutres 53 s'étendant selon la direction transversale Y reliées par des traverses 54, par exemple deux traverses 54 s'étendant selon la direction longitudinale X.
Comme illustré notamment sur les figures 3, 6a à 7b et 11 à 13b, le dispositif de manutention 10 comprend un moyen d'accrochage 60 monté sur chacune des traverses 54.
Le moyen d'accrochage 60 comprend un étrier possédant deux flancs 61 s'étendant dans un plan (X,Z) en vis-à-vis l'un de l'autre selon la direction Y. La traverse 54 est engagée dans l'étrier, entre les deux flancs 61. En partie supérieure de l'étrier, au-dessus de la traverse 54, les flancs 61 sont reliés par une barre 62 d'axe Y, qui est conformée pour pouvoir être saisie par les moyens de préhension 9 de l'unité de levage 4.
Selon le mode de réalisation représenté, le moyen d'accrochage 60 est monté sur la traverse 54 de façon mobile en translation le long de la direction X.
Des moyens de guidage de ce déplacement sont prévus. A cet effet, selon une réalisation possible, la face supérieure de la traverse 54 comporte deux rails de guidage 55 s'étendant selon la direction X à proximité des flancs 61. Une paroi 64 fait saillie horizontalement d'un flanc 61 en direction du flanc 61 opposé et est munie d'organes de glissement 65, tels que des patins en Teflon®, destinés à coopérer avec les rails de guidage 55 pour former une glissière.
En partie inférieure, sous la traverse 54, les flancs 61 sont reliés par des tiges 66 s'étendant selon la direction Y, par exemple trois tiges 66. Les tiges 66 appartiennent à des moyens de blocage en position de l'étrier par rapport à la traverse 54, c'est-à-dire des moyens d'accrochage 60 par rapport à la structure 50. La distance entre les tiges 66 et les organes de glissement 65 est supérieure à la hauteur de la traverse 54 dans la zone où elle est engagée dans l'étrier. Ainsi, lorsque l'étrier repose sur la traverse 54, les tiges 66 sont situées à distance de la face inférieure de la traverse 54.
En outre, un actionneur 63 est prévu pour provoquer le déplacement de l'étrier par rapport à la traverse 54. Peut en outre être prévue une butée de fin de course 69 permettant d'éviter d'endommager l'actionneur 63 (figure 12).
Des premiers moyens d'indication visuelle sont prévus sur le dispositif de manutention 10 pour indiquer la position de l'étrier par rapport à la traverse 54 le long de la direction X. Comme représenté sur la figure 12, notamment, ces premiers moyens d'indication visuelle comportent d'une part des repères 57 sur la traverse 54, par exemple des traits verticaux. Ces repères 57 sont de préférence en nombre identique au nombre de positions possibles de l'étrier par rapport à la traverse 54, soit trois par exemple dans le cas présent. Ces premiers moyens d'indication visuelle comportent d'autre part un organe d'indication 67 solidaire de l'étrier, pouvant par exemple se présenter sous la forme d'une flèche qui vient se placer en regard de l'un des repères 57.
En complément des tiges 66, les moyens de blocage en position de l'étrier par rapport à la traverse 54 comprennent des encoches 56 aptes à recevoir l'une des tiges 66. A cet effet, les encoches 56 sont agencées en partie inférieure des traverses 54 et sont ouvertes vers le bas. Dans la réalisation représentée, les encoches 56 sont au nombre de cinq.
On se réfère à présent aux figures 6a à 7b. Dans la mesure où la distance entre les tiges 66 et les organes de glissement 64 est supérieure à la hauteur de la traverse 54 dans la zone où elle est engagée dans l'étrier, l'étrier peut être déplacé verticalement par rapport à la traverse 54.
Les figures 6a (vue selon Y) et 6b (vue selon X) illustrent les moyens d'accrochage 60 en position haute, ce qui correspond en pratique au fait que la structure 50 est levée par l'unité de levage 4. Dans ce cas, les tiges 66 des moyens d'accrochage 60 sont engagées dans les encoches 56 de la traverse 54 et assurent un blocage en position - selon la direction X - de l'étrier par rapport à la traverse 54. En outre, la paroi 64 et les organes de glissement 65 sont situés à distance des rails de guidage 55. Les moyens d'accrochage sont donc bloqués en position par rapport à la structure 50. Les tiges 66 servent ainsi de support à la structure 50 lorsque celle-ci est levée par l'unité de levage 4.
Les figures 7a (vue selon Y) et 7b (vue selon X) illustrent les moyens d'accrochage 60 en position basse, ce qui correspond en pratique au fait que la structure 50 n'est pas levée par l'unité de levage 4. Dans ce cas, les organes de glissement 65 de la paroi 64 reposent sur les rails de guidage 55 et les tiges 66 des moyens d'accrochage 60 sont situées à distance des encoches 56 de la traverse 54. Les moyens d'accrochage sont donc libres d'être déplacés le long de la traverse 54, au moyen de l'actionneur 63.
Les moyens d'accrochage définissent ainsi une pluralité de zones d'accrochage situées en des endroits différents de la structure, plus précisément en des endroits espacés le long de l'axe X. La zone d'accrochage appropriée est choisie en fonction de la localisation du centre de gravité de l'ensemble à lever, comme cela sera décrit par la suite, afin de compenser la différence de localisation entre les centres de gravité de différents ensembles à lever.
En outre, les moyens, d'accrochage peuvent être bloqués dans la position, appropriée dans laquelle ils ont été placés. Grâce à la configuration décrite ci-dessus, les moyens de blocage sont en position désactivée lorsque la structure 50 n'est pas levée par l'unité de levage 4 et sont automatiquement activés lorsque la structure 50 est levée par l'unité de levage 4, par le seul poids de la structure 50.
Des seconds moyens d'indication visuelle sont prévus sur le dispositif de manutention 10 pour indiquer la position de l'étrier par rapport à la traverse 54 le long de la direction verticale Z. Comme représenté sur les figures 13a et 13b, ces premiers moyens d'indication visuelle comportent d'une part au moins un repère 58 sur la traverse 54, par exemple un trait horizontal, correspondant à la position basse ou à la position haute de l'étrier. Ces seconds moyens d'indication visuelle comportent d'autre part un organe d'indication 68 solidaire de l'étrier, pouvant par exemple se présenter sous la forme d'une flèche qui vient se placer en regard du repère 58 ou non.
Le dispositif de manutention 10 est destiné à permettre de soulever indifféremment :
la cuve 20, en tant que premier équipement, au moyen des premiers moyens de fixation 51 qui coopèrent avec la cuve 20 pour former un premier ensemble à lever rigide qui possède un premier centre de gravité G1 situé en une première localisation par rapport à la structure 50,
ou la superstructure 30, en tant que deuxième équipement, au moyen des deuxièmes moyens de fixation 52 qui coopèrent avec la superstructure 30 pour former un deuxième ensemble à lever rigide qui possède un deuxième centre de gravité G2 situé en une deuxième localisation par rapport à la structure 50.
La cuve 20 étant sensiblement symétrique, le centre de gravité G1 du premier ensemble à lever est sensiblement centré par rapport à la structure 50, en projection dans un plan horizontal. En revanche, du fait de la présence des montées positives 47 sur la superstructure 30, le centre de gravité G2 du deuxième ensemble à lever est décalé par rapport au centre de la structure 50 en direction desdites montées positives 47, en projection dans un plan horizontal.
Lorsqu'elles sont en position d'utilisation, la cuve 20 et la superstructure 30 présentent un plan moyen horizontal, respectivement P20 et P30 (voir figure 2).
Grâce à l'invention, il est prévu de compenser la différence de localisation entre les centres de gravité G1 et G2 du premier et du deuxième ensembles à lever pour limiter l'inclinaison des plans P20 et P30 par rapport à un plan horizontal, en position levée de la cuve 20 et de la superstructure 30.
Plus spécifiquement, le système de compensation de l'invention peut être configuré pour que, lorsque l'un des premier et deuxième équipements (à savoir la cuve 20 et la superstructure 30) est levé, l'angle dièdre entre le plan moyen P20, P30 dudit équipement et un plan horizontal soit maintenu dans une gamme de -10 à +10°, de préférence de -5 à +5°. Selon une réalisation avantageuse, le système de compensation de l'invention peut être configuré pour que cet angle dièdre soit sensiblement nul, en d'autres termes pour que l'équipement, lorsqu'il est levé, conserve l'orientation qu'il avait en position d'utilisation (voir figures 8, 10a et 10b).
Selon la réalisation décrite précédemment, la compensation de la différence de localisation entre G1 et G2, dans un plan horizontal, est obtenue via le déplacement des moyens d'accrochage 60 le long des traverses 54. Ainsi, comme illustré sur la figure 8, lorsque le dispositif de manutention 10 est utilisé pour soulever la cuve 20, les moyens d'accrochage 60 sont positionnés de façon centrée en X le long des entretoises 54 et définissent une zone d'accrochage, pour les crochets 9, située sensiblement à mi distance des poutres 53.
En revanche, lorsque le dispositif de manutention 10 est utilisé pour soulever une superstructure 30, comme illustré sur les figures 9 à 10b, les moyens d'accrochage 60 doivent être positionnés le long des traverses 54 de façon décalée en X, afin de compenser le décalage du centre de gravité G2 par rapport au plan vertical médian situé entre les poutres 53. Ce positionnement approprié des moyens d'accrochage 60 sur les traverses 54 s'effectue lorsque la structure 50 n'est pas levée (figure 9), les moyens de blocage étant alors désactivés comme décrit précédemment.
Les moyens d'accrochage 60 sont déplacés en direction des montées positives 47. En pratique, il existe des superstructures 30 sur lesquelles les montées positives 47 sont situées d'un premier côté, et des superstructures 30 sur lesquelles les montées positives 47 sont situées d'un second côté, selon la géométrie des salles d'électrolyse. C'est pourquoi, comme illustré sur les figures 10a et 10b, les moyens de blocage doivent pouvoir être déplacés dans un sens ou dans l'autre par rapport à la position centrale de la figure 8.
Lorsque la géométrie des équipements à soulever est figée, il est possible de prévoir sur la structure 50 trois positions discrètes prédéfinies des moyens d'accrochage 60, c'est-à- dire trois zones d'accrochage prédéfinies, à savoir une position centrée (figure 8), et deux positions symétriques de part et d'autre de la position centrée (figures 10a et 10b). En variante, on pourrait prévoir que les moyens d'accrochage 60 puissent être bloqués en une position quelconque de la traverse 54, cette position étant déterminée selon la position du centre de gravité de l'ensemble à lever.
Grâce à l'invention, P20 de la cuve 20 et le plan moyen horizontal P30 de la superstructure 30 restent sensiblement horizontaux lorsque ces équipements sont levés par le dispositif de manutention 10 (voir respectivement les figures 8 et 10a-10b).
On décrit à présent plus spécifiquement le levage de la cuve 20, en référence aux figures 14 à 17.
A cet effet, dans la réalisation représentée, les premiers moyens de fixation 51 comprennent des crochets qui sont agencés le long des faces extérieures des poutres 53 de la structure 50, comme illustré schématiquement sur les figures 3 et 4. Il est à noter que, sur la figure 14, seul un crochet a été représenté à fin de simplification. Les premiers moyens de fixation 51 sont par exemple conformés pour pouvoir venir en appui sous un rebord 1 1 de la cuve 20, comme représenté schématiquement sur la figure 8. Il est à noter que, sur la figure 14, les premiers moyens de fixation 51 sont en cours de positionnement sur la cuve 20 par un opérateur.
Comme illustré sur les figures 15 à 17, les premiers moyens de fixation 51 comprennent une base 71 , sous forme d'une plaque, assemblée à la structure 50 et à la partie libre de laquelle est monté un crochet 72, de façon pivotante autour d'un axe 78 parallèle à la direction Y. Le crochet 72 est ici formé de deux plaques identiques en vis-à-vis, disposées parallèlement de part et d'autre de la base 71. Le crochet 72 comprend un retour 73 dont le bord supérieur 74 peut venir en appui sous le rebord 1 1 de la cuve 20. Au niveau du retour 73, les plaques formant le crochet peuvent en outre présenter des orifices 75 en regard dans lesquels peut être engagée une tige de verrouillage 76 coopérant de plus avec une partie 12 de la cuve 20 (comme illustré sur la figure 15), pour assurer ou compléter la fixation de la cuve 20 à la structure 50.
Dans la réalisation représentée, la base 71 est assemblée à la structure 50 avec certains degrés de liberté, de façon que les premiers moyens de fixation 51 puissent être adaptables à de légères modifications de configuration des cuves 20 ou compenser un éventuel positionnement imparfait de la structure 50 par rapport à la cuve 20. On peut ainsi prévoir que la base 71 soit montée dans une fente 59 ménagée dans une poutre 53 de la structure 50, comme illustré sur la figure 15, permettant une certaine amplitude de déplacement des premiers moyens de fixation 51 selon la direction Y, par exemple. En outre, pour permettre un positionnement amélioré et plus aisé du crochet 72 par rapport à l'élément de la cuve 20 avec lequel il doit coopérer (rebord 1 1 ou partie 12, notamment), on peut prévoir un système de rotule 77 en partie supérieure de la base 71 , et/ou un axe d'articulation 79 additionnel, par exemple orienté selon la direction Y.
Selon une réalisation possible, comme représenté sur la figure 17, le crochet 72 peut pivoter autour de l'axe 78 par rapport à la basé 71 pour être relevé, et occuper ainsi une position escamotée. Cette position escamotée peut être utilisée lorsque les premiers moyens de fixation 51 sont inactifs, afin de ne pas constituer une gêne, et en particulier : - lorsque c'est le deuxième équipement - ici la superstructure 30 - qui doit être levé, par les deuxièmes moyens de fixation 52 (voir figure 19) ;
lorsque la structure 50 repose sur le sol, par exemple sur des pieds 80 de la structure 50 prévus à cet effet, et qui peuvent être situés à une altitude plus élevé que la partie basse des premiers moyens de fixation 51 s'ils n'étaient pas escamotés (voir figures 5 Une fois la cuve 20 assemblée à la structure 50 pour former un premier ensemble à lever rigide, et les moyens d'accrochage 60 positionnés de façon centrée sur les traverses 54, l'unité de levage 4, dont les moyens de préhension 9 sont associés aux moyens d'accrochage 60, peut lever l'ensemble. La cuve 20 occupe alors une position levée dans la quelle son plan moyen P20, horizontal en position d'utilisation, reste sensiblement horizontal.
On décrit à présent plus spécifiquement le levage de la superstructure 30, en référence aux figures 18 à 20.
La superstructure 30 est fixée à la structure 50 via les deuxièmes moyens de fixation 52. Ces derniers sont agencés sur la structure 50 en des emplacements distincts de ceux des premiers moyens de fixation 51. Dans la réalisation représentée, les deuxièmes moyens de fixation 52 sont agencés en des emplacements situés entre les poutres 53, comme on le voit sur la figure 3. Ils sont destinés à coopérer avec des éléments 81 ménagés à cet effet sur la superstructure 30, comme illustré sur la figure 19. Les deuxièmes moyens de fixation 52 et les éléments 81 peuvent présenter une configuration connue qui ne sera donc pas décrite davantage.
Afin d'assurer la mise en regard des deuxièmes moyens de fixation 52 et des éléments 81 , pour leur coopération mutuelle, la structure 50 peut comprendre des moyens de repère 82 illustrés schématiquement sur la figure 18. L'opérateur agit pour placer visuellement ces moyens de repère 82 en regard de pièces correspondantes sur l'équipement à soulever (ici la superstructure 30, mais cela pourrait également s'appliquer à la cuve 20).
Comme illustré sur la figure 19, les premiers moyens de fixation 51 peuvent être placés en position escamotée afin de ne pas constituer une gêne .alors qu'ils sont inactifs.
La superstructure 30 est ainsi assemblée à la structure 50 pour former un deuxième ensemble à lever rigide, et les moyens d'accrochage 60 sont positionnés de façon décentrée sur les traverses 54, en direction des montées positives 47, comme on le voit sur la figure 19. L'unité de levage 4, dont les moyens de préhension 9 sont associés aux moyens d'accrochage 60, peut alors lever l'ensemble. Grâce au décalage des moyens d'accrochage 60, compensant le décalage du centre de gravité G2, la superstructure 30 occupe alors une position levée dans la quelle son plan moyen P30, horizontal en position d'utilisation, reste sensiblement horizontal.
Par ailleurs, les montées positives 47 constituant des parties saillantes lourdes en porte- à-faux, il peut être prévu un système de soutien 85 permettant un soutien dédié de ces montées positives 47 pour empêcher qu'elles ne se déforment sous leur propre poids. Le système de soutien 85, plus spécifiquement illustré sur la figure 20, peut comporter cadre 86 rigide venant s'engager sur une montée positive 47. Plus spécifiquement, le cadre 86 peut comporter une partie supérieure en U 87 dont l'ouverture inférieure est fermée par une tige 88, une fois la partie supérieure en U 87 placée sur la montée positive 47. La tige 88 forme ainsi un soutien de la montée positive 47. Le cadre 86 peut être accroché sur un appendice 89 ménagé sur une poutre 53 de la structure 50, via un dispositif de liaison 90 pouvant inclure des moyens souples (par exemple des câbles), une poulie et un crochet. De préférence, le dispositif de liaison 90 peut permettre une mise sous tension du cadre 86, pour assurer un soutien efficace de la montée positive 47. Le système de soutien 85 peut donc être monté de façon amovible sur la structure 50, et ainsi être mis en place uniquement lorsqu'il est utilisé.
Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant un dispositif de manutention combiné, permettant aussi bien le levage d'une cuve que d'une superstructure, et ce dans des conditions très satisfaisantes, en particulier du point de vue de la stabilité de l'équipement levé.
Il est à noter que, si la configuration de la cuve ou de la superstructure devait changer, il resterait possible d'utiliser le même dispositif de manutention, en changeant simplement les premiers et les deuxièmes moyens de fixation, pour les adapter aux nouvelles configurations des équipements à lever. Ainsi, le dispositif de manutention présente une adaptabilité particulièrement avantageuse.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de manutention d'un équipement (20, 30) d'une cellule (3) d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée, ledit équipement pouvant occuper une position d'utilisation et présentant un plan moyen horizontal (P20, P30) dans ladite position d'utilisation, le dispositif de manutention (10) comprenant une structure (50) sur laquelle sont montés :
des moyens d'accrochage (60) destinés à coopérer avec des moyens de préhension (9) appartenant à une unité de levage (4) ;
une pluralité de moyens de fixation qui sont agencés en une pluralité d'emplacements déterminés sur la structure (50) et qui sont conformés pour coopérer avec ledit équipement pour que la structure (50) et ledit équipement forment un ensemble à lever rigide ;
caractérisé en ce que le dispositif de manutention ( 0) comprend :
un premier groupe de premiers moyens de fixation (51 ) agencés en une pluralité de premiers emplacements déterminés sur la structure (50), et conformés pour coopérer avec un premier équipement (20) de la cellule (3) de sorte à former un premier ensemble à lever rigide qui possède un premier centre de gravité (G1 ) situé en une première localisation par rapport à la structure (50) ;
et au moins un deuxième groupe de deuxièmes moyens de fixation (52) agencés en une pluralité de deuxièmes emplacements déterminés sur la structure (50), et conformés pour coopérer avec un deuxième équipement (30) de la cellule (3) de sorte à former un deuxième ensemble à lever rigide qui possède un deuxième centre de gravité (G2) situé en une deuxième localisation par rapport à la structure (50), la deuxième localisation étant distincte de la première localisation en projection dans un plan horizontal ;
un système de compensation configuré pour compenser la différence de localisation entre les premier et deuxième centres de gravité (G1 , G2), de sorte que, lorsque l'équipement occupe une position levée, l'inclinaison de son plan moyen (P20, P30) par rapport à un plan horizontal soit maintenue dans une gamme prédéterminée identique pour le premier et le deuxième équipements (20, 30).
2. Dispositif de manutention selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le système de compensation est configuré pour que, lorsque l'équipement (20, 30) occupe une position levée, l'angle dièdre entre le plan moyen (P20, P30) dudit équipement (20, 30) et un plan horizontal soit maintenu dans une gamme de -10 à +10°, de préférence de -5 à +5°, qu'il s'agisse du premier ou du deuxième équipement.
3. Dispositif de manutention selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de compensation est configuré pour que le plan moyen (P20, P30) de l'équipement (20, 30) soit sensiblement horizontal lorsque ledit équipement (20, 30) occupe une position levée, qu'il s'agisse du premier ou du deuxième équipement.
4. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (60) sont configurés pour définir une pluralité de zones d'accrochage situées en des endroits différents de la structure (50), en projection dans un plan horizontal, formant ainsi au moins une partie du système de compensation.
5. Dispositif de manutention selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison entre les moyens d'accrochage (60) et la structure (50), lesdits moyens de liaison étant conformés pour permettre le déplacement des moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50) dans un plan sensiblement horizontal en fonction de la localisation du centre de gravité (G1 , G2) de l'ensemble à lever.
6. Dispositif de manutention selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent des moyens de guidage (55, 64, 65) du déplacement des moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50) le long d'au moins une direction horizontale (X). 7. Dispositif de manutention selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent au moins un actionneur (63) apte à provoquer le déplacement des moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50).
8. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage (56, 66) aptes à bloquer en position les moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50), lesdits moyens de blocage (56, 66) étant configurés pour être en position désactivée lorsque la structure (50) n'est pas levée par l'unité de levage (4) et pour être activés automatiquement lorsque la structure (50) est levée par l'unité de levage (4).
9. Dispositif de manutention selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens blocage comportent au moins un organe de blocage (56) ménagé en partie inférieure de la structure (50) et au moins un organe de blocage (66) complémentaire ménagé en partie inférieure -des moyens d'accrochage (60), et en ce que les moyens d'accrochage (60) comprennent une paroi d'appui (64, 65) située à distance de l'organe de blocage (66) des moyens d'accrochage (60) selon la direction verticale (Z), les moyens d'accrochage (60) étant ainsi conformés pour que :
lorsque la structure (50) n'est pas levée par l'unité de levage (4), la paroi d'appui (64, 65) repose sur la structure (50) et les organes de blocage (56, 66)) de la structure (50) et des moyens d'accrochage (60) ne coopèrent pas ;
et, lorsque la structure (50) est levée par l'unité de levage (4), les organes de blocage (56, 66) de la structure (50) et des moyens d'accrochage (60) coopèrent.
10. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage (56, 66) aptes à bloquer en position les moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50), lesdits moyens de blocage (56, 66) comprenant une pluralité d'organes de blocage d'un premier type ménagés sur les moyens d'accrochage (60), respectivement sur la structure (50), et au moins un organe de blocage complémentaire d'un deuxième type ménagé sur la structure (50), respectivement sur les moyens d'accrochage (60), les organes de blocage du premier type étant des tiges (66) et le ou les deuxièmes organes de blocage du deuxième type étant des encoches (56) aptes à recevoir l'une des tiges (66), ou inversement.
11. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'indication visuelle (57, 67, 58, 68) de la position des moyens d'accrochage (60) par rapport à la structure (50) :
dans un plan sensiblement horizontal ;
et/ou dans la direction verticale (Z), lorsque le dispositif de manutention (10) est conforme à la revendication 9.
12. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (60) comprennent un étrier dans lequel est engagée une partie (54) de la structure (50), l'étrier possédant une partie inférieure (66) servant de support à la structure (50) lorsque la structure (50) est levée par une unité de levage (4) et, en partie supérieure, une barre (62) conformée pour pouvoir être saisie par des moyens de préhension (9) appartenant à l'unité de levage (4).
13. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la structure (50) comporte deux poutres (53) s'étendant selon une direction horizontale dite transversale (Y), reliées par au moins deux traverses (54) s'étendant selon une direction horizontale dite longitudinale (X).
14. Dispositif de manutention selon la revendication 13, lorsqu'elle dépend de la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (60) sont montés sur les traverses (54), et en ce que les différentes zones d'accrochage possibles définies par les moyens d'accrochage (60) sont espacées les unes des autres le long de la direction
5 longitudinale (X).
15. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la structure (50) comprend des moyens de repère (82) destinés à permettre un positionnement prédéterminé de la structure (50) par rapport à l'équipement (20, 30) en vue de former l'ensemble à lever. m 6. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les premiers et/ou les deuxièmes moyens de fixation (51 , 52) sont conformés pour pouvoir être escamotés lorsqu'ils sont inactifs.
17. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les premiers emplacements des premiers moyens de fixation (51) et les deuxièmes
15 emplacements des deuxièmes moyens de fixation (52) sont distincts et sont par exemple situés les uns à la périphérie de la structure (50) et les autres en partie centrale de la structure (50).
18. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les premiers et/ou les deuxièmes moyens de fixation (51 , 52) sont assemblées à la 0 structure (50) au niveau du premier emplacement, respectivement du deuxième emplacement, avec au moins un degré de liberté sur une amplitude limitée, afin de compenser d'éventuels décalages de positionnement du premier, respectivement du deuxième équipement (20, 30), par rapport à la structure (50), ou de permettre une adaptation du dispositif de manutention (10) à différentes géométries du premier, 5 respectivement du deuxième équipement (20, 30).
19. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation (51) comprennent des crochets (72) agencés le long de deux côtés opposés de la structure (50) et conformés pour coopérer avec une cuve (20) de la cellule (3) d'électrolyse.
30 20. Dispositif de manutention selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de soutien (85) monté de façon amovible sur la structure (50) et destiné à soutenir une partie saillante (47) de l'équipement (30).
21. Système comprenant un dispositif de manutention (10) selon l'une des revendications précédentes et un équipement (20, 30) fixé sur la structure (50) et formant avec celle-ci un ensemble à lever rigide.
22. Système selon la revendication 21 , caractérisé en ce que l'équipement fixé sur la structure (50) comprend une cuve (20) de la cellule (3) d'électrolyse, en tant que premier équipement, le centre de gravité (G1) du premier ensemble à lever étant sensiblement centré par rapport à la structure (50), en projection dans un plan horizontal.
23. Système selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que l'équipement fixé sur la structure (50) comprend une superstructure (30) de la cellule (3) d'électrolyse, en tant que deuxième équipement, la superstructure (30) incluant un cadre anodique (25) et des montées positives (47), le centre de gravité (G2) du deuxième ensemble à lever étant décalé par rapport au centre de la structure (50) en direction desdites montées positives (47), en projection dans un plan horizontal.
24. Installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
un bâtiment (2) lequel sont situées plusieurs cellules (3) ; chaque cellule (3) s'étendant selon une direction transversale (Y), les cellules (3) étant disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale (X) ; chaque cellule (3) comprenant d'une part une cuve (20) incluant un ensemble cathodique et d'autre part une superstructure (30) incluant un cadre anodique (25) et des montées positives (47) ;
une unité de levage (4) comportant des moyens de préhension (9), ladite unité de levage (4) pouvant être déplacée au-dessus des cellules (3) au moins le long de la direction longitudinale (X) ;
caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif de manutention (10) selon l'une des revendications 1 à 20, le dispositif de manutention (10) pouvant être soulevé par l'unité de levage (4) via la coopération entre les moyens de préhension (9) de l'unité de levage (4) et les moyens d'accrochage (60) du dispositif de manutention (10).
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