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WO2020181380A1 - Dispositif de manutention destine a convoyer un outil d'intervention sur une cuve d'electrolyse - Google Patents

Dispositif de manutention destine a convoyer un outil d'intervention sur une cuve d'electrolyse Download PDF

Info

Publication number
WO2020181380A1
WO2020181380A1 PCT/CA2020/050325 CA2020050325W WO2020181380A1 WO 2020181380 A1 WO2020181380 A1 WO 2020181380A1 CA 2020050325 W CA2020050325 W CA 2020050325W WO 2020181380 A1 WO2020181380 A1 WO 2020181380A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intervention
handling device
frame
tool
anode
Prior art date
Application number
PCT/CA2020/050325
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric BRUN
Steeve RENAUDIER
Original Assignee
Rio Tinto Alcan International Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rio Tinto Alcan International Limited filed Critical Rio Tinto Alcan International Limited
Priority to CN202080020893.XA priority Critical patent/CN113573853B/zh
Priority to US17/433,674 priority patent/US12043913B2/en
Priority to BR112021017185A priority patent/BR112021017185A2/pt
Priority to AU2020237368A priority patent/AU2020237368B2/en
Priority to EP20769420.9A priority patent/EP3938147A4/fr
Priority to CA3131081A priority patent/CA3131081A1/fr
Priority to EA202192493A priority patent/EA202192493A1/ru
Publication of WO2020181380A1 publication Critical patent/WO2020181380A1/fr
Priority to ZA2021/07014A priority patent/ZA202107014B/en

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Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/10—External supporting frames or structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C25C3/125—Anodes based on carbon

Definitions

  • Handling device intended to convey an intervention tool on an electrolysis tank.
  • the present invention relates to a handling device for conveying an intervention tool on an electrolytic cell.
  • the invention also relates to an intervention device on an electrolytic cell comprising this handling device and the intervention tool, an electrolysis cell comprising this handling device, and an aluminum smelter comprising this electrolysis cell.
  • the invention relates to a method of working on this electrolysis cell.
  • a rectangular electrolysis cell is provided, like that shown in FIG. 1, conventionally comprising a steel box 31 inside which is arranged a coating of refractory material, a cathode 33 of carbonaceous material, through which cathode electrical conductors intended to collect the electrolytic current at the cathode 33 in order to conduct it to cathode outputs passing through the bottom or the sides of the well and an electrolytic bath 35 in which the alumina is dissolved.
  • the electrolytic cell comprises several anode assemblies 38 each comprising a substantially vertical anode rod 36 and an anode 37 formed of at least one anode block suspended from the anode rod 36 and immersed in this electrolytic bath 35.
  • the anodes 37 are more particularly of the prebaked anode type with prebaked carbonaceous blocks, that is to say baked before introduction into the electrolytic cell.
  • the electrolytic cell comprises a superstructure 30 extending above the box 31 to support and guide a vertically movable anode frame 34.
  • This superstructure 30 consists in particular of at least one beam extending above the box 31 in a longitudinal direction of the tank and carried by feet arranged at the level of the transverse edges of the box 31.
  • This superstructure 30 also typically carries means for extracting the vessel gases and alumina supply devices.
  • the anode assemblies 38 are suspended at regular intervals along two rows from the anode frame 34 by way of removable connectors 32 pressing the anode rods 36 against the anode frame 34.
  • Electrical conductors 39 for raising the electrolysis current carrying the electrolysis current from the cathode outputs of the previous electrolysis cell to the anode frame 34 extend diagonally from bottom to top from a longitudinal edge of the box 31.
  • the anode blocks being consumed as the electrolysis reaction progresses, the anode assemblies 38 are progressively lowered towards the cathode 33 in order to keep the distance between the lower surface of the anodes 37 and the cathode 33 substantially constant.
  • the displacement of the anode assemblies 38 is collective, since all the anode assemblies 38 hooked to the same anode frame 34 are moved simultaneously due to the displacement of this anode frame 34.
  • anode assemblies 38 To ensure correct operation of the electrolytic cell, it is typically necessary for the anode assemblies 38 to be positioned such that the lower surface of their anodes 37 is in a reference plane, in particular coincident with the plane containing the lower surface of the anodes. other anodes 37 of the electrolytic cell, also called anode plane.
  • anode frame 34 which collectively supports and moves a plurality of anode assemblies 38, does not allow such an adjustment to be made.
  • each anode assembly 38 with an actuator allowing it to be moved individually.
  • this individual motorization solution is relatively expensive and it is not easy to implement it in pre-existing lighting plants.
  • the electrolysis service machine circulating in the electrolysis hall above the electrolytic cells includes a screwdriver to tighten-loosen the removable connector, working in conjunction with a gripping arm allowing to grab the anode rod, typically by its upper end, and reposition the anode assembly by lifting or lowering it.
  • the number An aluminum smelter's electrolysis service machine is limited and these machines are required for multiple operations, so their availability is limited.
  • electrolysis service machines cannot cross each other in the electrolysis hall. Therefore, an electrolysis service machine cannot be used as part of a process for continuous improvement of operations involving regular repositioning of anode assemblies.
  • document FR3024466 discloses a vehicle for operating electrolytic cells, which can move from one electrolysis cell to another in order to carry out an intervention there.
  • this vehicle circulates in the aisles used for the movement of other vehicles performing various operations on the tanks, or in which are temporarily stored pallets used for operations on the tank, in particular to support new or used anode assemblies.
  • the present invention aims to overcome all or part of these drawbacks by proposing a handling device intended to convey an intervention tool making it possible to carry out an intervention on an electrolytic cell, in particular with a view to making an adjustment of the height of the anodes, quickly, at contained costs, without hindering the movement of operators or other vehicles.
  • the present invention relates to a handling device intended to convey an intervention tool making it possible to carry out an intervention on an electrolytic cell having a superstructure, the handling device comprising a frame carrying the tool. 'intervention and displacement means adapted to allow movement of the frame, characterized in that the displacement means are adapted to bear on the superstructure.
  • an intervention tool can be brought by the handling device to various places along the superstructure of the electrolytic cell in order to carry out an operation there without requiring intervention of the electrolysis service machine and without require circulation in the aisles adjacent to the electrolytic cells.
  • the term “superstructure” is understood to mean the structure supporting the anode frame and any fixed element of the electrolytic cell attached thereto, such as, for example, means for extracting the cell gases and devices for supplying alumina.
  • This superstructure comprises for example a beam extending above the box in a longitudinal direction of the tank and carried by feet arranged at the level of the transverse edges of the box.
  • the superstructure on which bear the displacement means supports these displacement means and the handling device.
  • the handling device therefore makes it possible in particular to make the same intervention tool available to several anode assemblies arranged at regular intervals along the superstructure of the electrolytic cell, thus reducing costs.
  • the intervention tool is a device for repositioning an anode assembly of the electrolytic cell.
  • repositioning is meant adjusting the height of the anode of the anode assembly so that its lower surface is at a determined position.
  • the handling device provided with such an intervention tool therefore offers the possibility of regular individualized repositioning of the anode assemblies and furthermore increases the availability of electrolysis service machines for other operations, also reducing the costs of 'exploitation.
  • the handling device comprises lifting means configured to raise or lower the intervention tool between a parking position making it possible to maintain the intervention tool at a distance from the electrolytic cell and a working position allowing the intervention tool to be lowered into contact with the electrolytic cell.
  • lifting means may consist of jacks or articulated arms but, according to one embodiment of the invention, the lifting means are cable lifting means.
  • cable lifting means any lifting means comprising a long and flexible element intended to lower or tow a load from above, such as cable, rope, strap, rope, chain, or the like.
  • cable lifting means which are inherently simple, reliable and inexpensive, is made advantageous due to the positioning of the frame above the superstructure, that is to say above a zone of intervention of the intervention tool.
  • the lifting means comprise a motorized hoist or winch.
  • the lifting means comprise means for detecting the arrival of the intervention tool in the working position.
  • the height at which the intervention tool is in the working position depends on the height of the anode frame which varies over time. Also, stopping the descent of the intervention tool can be controlled when the intervention tool comes into contact and rests on the anode frame or a tank element fixed relative to the anode frame such as the connector, the connector axis, or the hook formed on the anode frame to support the connector.
  • the detection means can be of the contact sensor or optical sensor type.
  • the handling device comprises guide means configured to guide the intervention tool along a predetermined path from the parking position to the working position.
  • This feature allows precise delivery of the intervention tool to an intervention area.
  • the guide means comprise two parallel flanges between which the intervention tool extends in the parked position, each flange comprising a groove intended to receive and guide an element attached to the intervention tool. .
  • the handling device comprises a retaining member intended to prevent tilting of the frame carrying the intervention tool on one side or the other of the superstructure.
  • the handling device carries two intervention tools arranged on opposite sides of the frame.
  • the handling device carries a single intervention tool arranged on a rotating platform arranged on the frame.
  • the same tool can advantageously operate on both sides of the electrolysis cell.
  • the movement means allow the movement of the frame along the superstructure of the electrolytic cell.
  • the frame moves above the superstructure.
  • the subject of the invention is an intervention device on an electrolytic cell comprising a handling device having the aforementioned characteristics and the intervention tool, the intervention tool comprising a frame provided with one or more bearing surfaces allowing the intervention tool to rest and to be supported in a stable manner directly on at least one element of the electrolytic cell in the working position.
  • This feature allows it to be the electrolytic cell which supports the weight of the intervention tool when the intervention tool is in the working position and, in particular during the intervention on the cell.
  • the weight of the intervention tool is transferred from the handling device to at least one element of the electrolytic cell when the intervention tool arrives in the working position and is supported on this cell element. .
  • the handling device is not subjected to mechanical force from the intervention tool when the latter is in the working position and during intervention on the tank.
  • the handling device therefore does not need to be sized to withstand significant mechanical stresses, which reduces the associated design and maintenance costs. Also, there is no risk of the handling device tipping when the tool is in the working position and in particular when working on the tank.
  • the frame of the intervention tool comprises reversible fixing means adapted to establish a reversible fixing between the frame and at least one element of the electrolytic cell.
  • the intervention tool when the intervention tool is in the working position resting on at least one element of the tank, the intervention tool can also be attached to at least one element of the tank to further improve the stability of the tank. the intervention tool on the tank and increase the degrees of stress that the intervention tool can undergo during the intervention on the tank.
  • the intervention tool comprises a part movable relative to the frame, displacement means for moving the mobile part in translation relative to the frame, the mobile part comprising engagement means configured to engage a rod anode of an anode assembly of the electrolytic cell in order to secure in translation the anode rod and the mobile part of the intervention tool.
  • the mobile part can be moved with the anode assembly in vertical translation upward or downward with respect to the frame depending on the desired positioning of the anode assembly.
  • Such an intervention tool that can be moved along the superstructure by means of the handling device facing each of the anode assemblies of the tank makes it possible, if necessary, to reposition one after the other in an individualized manner all the anode assemblies of the tank.
  • the engagement means making it possible to secure the anode rod and the movable part of the intervention tool in translation, are in particular gripping means of the conventional type, for example of the clamp or vice type which clamp the anode rod between two opposing elements forming a jaw.
  • the intervention tool comprises tightening / loosening means adapted to tighten / loosen a connector holding the anode assembly in position in the electrolytic cell.
  • tightening / loosening means are advantageously a screwdriver engaging a threaded rod of the connector when the intervention tool is positioned in the working position.
  • the invention relates to an electrolysis cell comprising a superstructure, an anode frame supported by the superstructure and a handling device having the aforementioned characteristics, in which the superstructure comprises a surface on which the means rest. of displacement.
  • the handling device intended to convey an intervention tool moves on the electrolytic cell instead of moving in the aisles serving the electrolysis cells. This limits the footprint in the electrolysis hall and improves safety.
  • All the electrolysis cells of an aluminum smelter can be equipped with a handling device allowing the movement of an intervention tool and therefore interventions at different places of each electrolysis cell without creating a detrimental bulk in the aisles work adjacent to the electrolytic cells or the mobilization of an electrolysis service machine.
  • the surface on which the displacement means rest is an upper surface of the superstructure.
  • This embodiment is the simplest because the superstructure typically has an upper surface extending the entire length of the electrolytic cell.
  • the superstructure and / or the displacement means form a path for moving the frame over at least the entire length of the anode frame.
  • the intervention tool carried by the handling device can be moved and brought into position for intervention near all the anode assemblies supported by the anode frame.
  • the movement path has a siding at one end of the electrolytic cell.
  • the displacement means comprise guide means intended to guide the frame in translation in a longitudinal direction of the electrolytic cell.
  • These guide means ensure precise positioning of the handling device on the superstructure and can in particular be rails forming the movement path and cooperating with wheels arranged on the frame.
  • the movement means comprise drive means configured to move the frame along the superstructure.
  • the handling device can move autonomously on the superstructure of the electrolytic cell.
  • the invention relates to an aluminum smelter comprising at least one electrolysis cell having the aforementioned characteristics.
  • the subject of the invention is a method of working on an electrolysis cell having the aforementioned characteristics, comprising the steps of:
  • the intervention on the electrolytic cell is a repositioning of an anode assembly and comprises the following steps:
  • Figure 1 is a sectional view of an electrolysis cell according to the state of the art.
  • FIG. 2 is a perspective view of a handling device according to one embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a side view of a handling device and an electrolytic cell according to one embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a perspective view of a part of an electrolysis cell according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a perspective view of part of a handling device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a part of the handling device and of the electrolytic cell according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a side view of part of an electrolysis cell according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a side view of an intervention tool of a handling device according to an embodiment of the invention.
  • Figure 9 is a side view of the intervention tool of Figure 8 after a vertical displacement of a moving part
  • Figure 10 is a perspective view of part of an intervention tool of a handling device according to one embodiment of the invention.
  • Figure 1 1 is a perspective view of a handling device and an electrolysis cell according to one embodiment of the invention
  • Figure 12 is a perspective view of a handling device and an electrolytic cell according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a side view of a handling device and of an electrolytic cell according to one embodiment of the invention
  • FIG. 14 is a top view of a handling device and of an electrolytic cell according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a handling device 1 on an electrolytic cell according to one embodiment of the invention.
  • the handling device 1 is intended to transport one or more intervention tools 2 to jointly form an intervention device.
  • Each intervention tool 2 is intended to perform one or more operations on an electrolysis cell 3, for example a repositioning of an anode assembly as will be described in more detail below.
  • FIG. 3 shows that the handling device 1 is advantageously intended to transport two intervention tools 2. Where appropriate, each intervention tool 2 is intended to intervene on one half of the electrolysis cell 3.
  • the handling device 1 comprises a frame 10, and means for moving the frame 10 along a superstructure 30 of the electrolysis cell 3.
  • the frame 10 extends longitudinally along a transverse axis X, intended to extend parallel to a transverse direction of the electrolytic cell 3.
  • the frame 10 can take the form of a support plate or platform ( Figure 2), or a beam ( Figures 12 to 14).
  • these two intervention tools 2 are advantageously positioned at opposite sides of the frame 10 along the transverse axis X.
  • the movement means support the frame 10.
  • the movement means are configured to rest on a surface 300, advantageously an upper surface, of the superstructure 30 and to allow translation of the handling device 1 in a longitudinal direction of the tank 3 d electrolysis, along a travel path delimited by the upper surface 300 of the superstructure 30.
  • the movement means may comprise wheels or rollers 12 rotatably mounted on the frame 10 about the transverse axis X.
  • the movement means may further include means for guide, such as a rail 41 fixed for example to the superstructure 30, intended to cooperate with the wheels or rollers 12.
  • the means for moving the handling device 1 can comprise drive means such as a motor which can be mounted on the frame 10 to allow the handling device 1 to move along the superstructure 30, in the longitudinal direction Y of the electrolysis cell 3.
  • the movement means may comprise a motor 42 arranged on the superstructure 30 and a transmission member 44, such as a chain actuated by the motor 42 and attached to the frame 10. This motor 42 may be arranged. at one end of the travel path, for example at the level of the siding 40.
  • the frame 10 advantageously comprises one or more retaining members 14 intended to prevent tilting of the handling device 1 to one side or the other of the superstructure 30.
  • the retaining members 14 may be an L-shaped tab or hook intended to engage under a surface of the superstructure 30, for example under a head of the rail 41, to prevent vertical lifting of the frame 10 of the handling device 1 relative to the superstructure 30.
  • the handling device 1 may include lifting means.
  • the lifting means are configured to individually move the intervention tool or tools 2 between a parking position ( Figures 2 and 3 on the right; Figure 12; Figures 13 and 14 on the left), where the intervention tool 2 is at a distance from the electrolysis cell 3 to allow its conveying along the electrolysis cell 3, and a working position (figures 2 and 3 on the left; figure 6; figures 13 and 14 on the right), where the intervention tool 2 is lowered into contact with electrolysis cell 3 in order to perform a predetermined operation, for example repositioning anode.
  • the intervention tools 2 In the parked position, the intervention tools 2 are close to or in contact with the frame 10.
  • the intervention tools 2 are distant from the frame 10, further away from the latter than in the parked position. .
  • the lifting means advantageously comprise, for each intervention tool 2, a winch 100 with an electric motor, for example, having a cable 102 intended to be connected to the tool. 2 intervention.
  • the cable 102 may comprise a lifter 104.
  • the lifting means may also comprise one or more return pulleys 106 which can be arranged above a horizontal plane containing the frame 10.
  • the return pulleys 106 are mounted. rotatable about a longitudinal axis Y on support arms 108 which extend from and above the frame 10.
  • the winch or winches 100 are advantageously positioned above the track defined by the displacement means, in the center of the frame 10.
  • the lifting means may consist of jacks or articulated arms.
  • the handling device 1 comprises for each intervention tool 2 guide means configured to guide the intervention tool 2 along a predetermined path, for example in an inverted L, from from the parking position to the working position.
  • the guide means may include grooves 16 intended to receive and guide a rotary axis or roller 20 of the intervention tool 2.
  • the grooves 16 can be made on two parallel flanges 18 connected to the frame 10 and delimiting between them a space intended to receive the intervention tool 2 in the parked position.
  • Each groove 16 preferably comprises a lower portion 160, which advantageously extends along a vertical axis Z orthogonal to the longitudinal and transverse axes Y, X, essentially under a horizontal plane containing or flush with the displacement means, and an upper portion 162, which extends obliquely with respect to the lower portion 160, at or above a horizontal plane containing the frame 10 or means for moving the handling device 1.
  • the upper portion 162 preferably extends outwardly to from the lower vertical portion 160, that is to say away from the frame 10 and from the electrolysis cell 3.
  • the rotary axis or roller 20 of the intervention tool 2 is located in the upper portion 162 of the groove, while in the working position, the rotary axis or roller 20 of the intervention tool 2 is located in the lower portion 160 of the groove.
  • each flange 18 comprises two similar and parallel grooves 16. These lined grooves 16 prevent the intervention tool 2 from tilting around the axis or the rotating roller 20 placed in the groove 16.
  • the handling device 1 may include means for supporting each tool 2 for intervention in the parked position.
  • the intervention tool 2 is based at least in part on these support means.
  • the support means may be a side wall of the groove or grooves 16 of the flanges 18.
  • the handling device 1 may comprise wired power supply means, of the electric cable or pneumatic hose type, intended to supply the lifting means and / or a motor making it possible to move the handling device 1 on the superstructure 30, and a reel automatic intended for winding wire power means.
  • the handling device 1 can carry one or more energy storage units such as batteries.
  • the intervention tool 2 comprises a frame 22 provided with one or more support surfaces 220 allowing the intervention tool 2 to bear and be directly supported in a stable manner. on at least one element of the electrolysis cell 3 in the working position, more precisely on an element fixed relative to the anode frame 34, such as connector 32, connector pin 320 32, anode frame 34, hook 322 supporting the connector 32.
  • the frame 22 comprises a bearing surface 220a intended to bear against an upper face of the anode frame 34, and / or a bearing surface 220b intended to bear against a lateral face of the frame 34.
  • the bearing surface or surfaces 220 are configured to allow the 'intervention tool 2 to rest by gravity in a stable manner on the tank 3 of electrolysis and to be fully supported if necessary by the electrolysis tank 3.
  • the frame 22 can also include reversible fixing means suitable for establishing a reversible fixing between the frame 22 and at least one element of the electrolysis cell 3.
  • the reversible fixing means may comprise one or more locking tabs, optionally movable relative to the frame 22 between a retracted position and a deployed position, configured to cooperate with an element of the electrolytic cell 3 when the tool 2 of intervention is in the working position, more precisely with a fixed element relative to the anode frame 34, such as connector 32, connector pin 320 32, anode frame 34, hook 322 supporting connector 32.
  • the locking tab (s), with the support surface or surfaces 220 therefore make it possible to fix the intervention tool 2 to the electrolysis cell 3.
  • the intervention tool 2 is advantageously intended to perform a predetermined operation on the electrolysis cell 3, such as, for example, the repositioning of an anode.
  • the intervention tool 2 can comprise engagement means allowing the gripping of an anode rod 36 of an anode assembly 38 of the electrolytic cell 3, and translation drive means of these gripping means, in order to move the anode assembly 38 vertically.
  • the intervention tool 2 comprises a part 24 movable in translation with respect to the frame 22, this movable part 24 supporting the engagement means, and drive means for driving the part 24 movable in translation along l 'vertical axis Z relative to the frame 22.
  • the movable part 24 and the frame 22 can be connected by a guide slide 26.
  • the engagement means may be gripping means making it possible to grip the anode rod 36 and comprising a vertical screw 200 with double thread with reverse pitch, two cams 202 each engaged with one of the threads. of the vertical screw 200 so that a rotation of the screw 200 causes the cams 202, a pair of upper jaws 204 and a pair of lower jaws 206 to move closer or further.
  • Each upper jaw 204 is rotatably linked to one of the lower jaws 206.
  • Each cam 202 is engaged in a lumen 208 of the upper or lower jaws 204, 206.
  • the bringing together or the distance of the cams 202 due to the rotation, in one direction or the other, of the threaded rod 200 causes a tightening or a widening of the upper and lower jaws 204, 206 in order to secure the part. 24 mobile of the intervention tool 2 with the anode rod 36.
  • the drive means of the movable part 24 relative to the frame 22 may comprise one or more jacks 240, of the screw jack type, preferably trapezoidal, which can be actuated by an electric motor 242.
  • the jack 240 is in the retracted position while in Figure 9 the jack 240 is in the deployed position.
  • the position of the jack 240 before the step of engaging the anode rod 36 by the gripping means may depend on the direction of movement necessary for the repositioning of the anode assembly 38, namely an ascent or a descent of the assembly 38. anodic.
  • the intervention tool 2 advantageously comprises means for tightening / loosening a connector 32 of the electrolytic cell 3.
  • the connector 32 may be of the type with rotary levers actuated by a threaded rod 324, as described in the patent document WO2013159218.
  • the clamping / loosening means of the intervention tool 2 may comprise a screwdriver 28 intended to engage and rotate in one direction or the other the threaded rod 324 of the connector 32, in order to loosen or tighten the vice exerted by the connector 32 and the anode frame 34 on the anode rod 36.
  • the clamping / loosening means are provided on the frame 22 to allow engagement of the clamping / loosening means of the intervention tool 2 with the corresponding components of the connector 32 when positioning the intervention tool 2 in working position and maintaining this engagement during the intervention, and in particular during the movement of the movable part 24 of the intervention tool 2 relative to the frame 22.
  • the handling device 1, and more particularly the lifting means advantageously comprises detection means, such as for example a contact or optical sensor 11, shown schematically in FIGS. 8 and 9, making it possible to ensure the positioning of the intervention tool 2 in the working and / or parking position.
  • the intervention tool 2 may include wired power supply means, of the electric cable or pneumatic hose type, intended in particular to supply the means for driving, engaging and / or tightening / releasing the. intervention tool 2, and an automatic winder intended for winding the wire feed means.
  • the intervention tool 2 can embed one or more energy storage units such as batteries.
  • the invention also relates to an electrolysis cell 3 comprising a superstructure 30, an anode frame 34 supported by the superstructure 30, an anode assembly 38, a connector 32 for removably suspending the anode assembly 38 from the anode frame 34, and a handling device 1 as described above, the handling device 1 being able to carry one or more intervention tools 2.
  • the superstructure 30 comprises a surface 300, in particular an upper surface, on which the displacement means bear.
  • the superstructure 30 and / or the movement means form a movement path for the frame 10 of the handling device 1 over at least the entire length of the anode frame 34, or of a casing of the electrolysis cell 3.
  • the surface 300 extends in a horizontal XY plane.
  • the movement path is advantageously rectilinear, positioned at the center of the electrolysis cell 3, symmetrical with respect to the median plane YZ of the electrolysis cell 3.
  • the movement path may extend beyond a vertical projection of the anode frame 34 or of the casing of the electrolysis cell 3.
  • the movement path may include a siding 40 to store the handling device 1, for example in the absence of intervention or to release above the tank 3 d electrolysis space for the passage or intervention of an electrolysis service machine.
  • the siding 40 is located at one end of the movement path, and of the electrolysis tank 3, for example in cantilever.
  • the siding 40 may extend in a horizontal plane which is below the plane containing the surface 300 of the superstructure 30, in order to free up more space above the electrolytic cell 3.
  • the positioning of the handling device 1 on the siding 40 can allow, if necessary, an electrical recharging of the batteries of different equipment such as the means of movement, the lifting means and / or the intervention tool 2.
  • the electrolysis cell 3 or the handling device 1 can advantageously comprise means for controlling the position of the handling device 1, such as an encoder fitted to the motor 42 intended to drive the handling device 1 as well as a zero point sensor, for example a first end of the travel path such as the siding 40, and limit switch, for example a second opposite end of the travel path.
  • a zero point sensor for example a first end of the travel path such as the siding 40
  • limit switch for example a second opposite end of the travel path.
  • associated markings and detectors can make it possible to precisely determine the stopping stations of the frame 10 opposite the anode assemblies 38, the positions of which always remain the same and at regular intervals, as shown in Figure 14.
  • the electrolysis cell 3, the handling device 1 or the intervention tool 2 can be equipped with wired or wireless communication means, known to those skilled in the art, to communicate. with a control unit provided within the aluminum plant and intended to control the movements and actions of the handling device 1 and of the intervention tool 2.
  • the invention also relates to an aluminum smelter comprising a plurality of electrolysis cells 3 including at least one electrolysis cell 3 described above.
  • all the electrolysis tanks 3 of the aluminum smelter have the aforementioned characteristics.
  • the aluminum smelter may include one or more electrolysis service machines intended to move above the handling devices 1 present on the path of movement of the superstructure 30.
  • the aluminum plant or the electrolytic cell (s) 3 advantageously comprise means for measuring the current flowing in each of the anode assemblies 38, such as for example Hall effect sensors, as described in patent document US 6136177.
  • the aluminum smelter can include a control unit intended to control the movements and actions of the handling devices 1 and the intervention tools 2 according to the results of the measurements of the current flowing in each of the anode assemblies 38, and according to the information received. positioning and actions of handling devices 1 and / or intervention tools 2 and / or electrolysis service machines.
  • the invention relates to a method of working on an electrolysis cell 3 as described above. This process comprises the steps of: - movement of the chassis 10 on the superstructure 30,
  • the method may include an initial step of measuring an operating parameter of the vessel, such as the intensity of the current flowing through each of the anode assemblies 38.
  • the descent of the intervention tool 2 to the working position can include the resting of the intervention tool 2 on an element of the electrolysis cell 3, more precisely an element fixed with respect to the anode frame 34, such as connector 32, pin 320 of connector 32, anode frame 34, hook 322 supporting connector 32.
  • the descent of the intervention tool 2 to the working position can be followed by a step of fixing the intervention tool 2 to the electrolysis cell 3 in the working position, more precisely on a element of electrolysis cell 3 fixed relative to the anode frame 34, such as connector 32, connector pin 320 32, anode frame 34, hook 322 supporting connector 32.
  • the step of performing the intervention by means of the intervention tool 2 is a repositioning of an anode assembly, for example the displacement of an anode assembly 38 in order to reposition the lower face of the anode assembly. anode block in the reference anode plane.
  • Repositioning an anode assembly can include the following steps:
  • the step of loosening the connector 32 is a step of partially loosening so that the connector 32 maintains contact between the anode rod 36 and the anode frame 34.
  • the tightening and loosening of the connector 32 are advantageously carried out by the tightening / loosening means of the intervention tool 2.
  • the method may also include the communication of information or control signals between the control unit of the aluminum smelter and the handling devices 1 and / or the intervention tools 2 and / or the electrolysis service machines. in order to control their respective movements and actions.

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Abstract

Dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d'intervention permettant d'effectuer une intervention sur une cuve d'électrolyse Ce dispositif de manutention (1) comprend un châssis (10) portant l'outil (2) d'intervention, et des moyens de déplacement permettant un déplacement du châssis (10), notamment le long de la superstructure de la cuve (3) d'électrolyse. De plus, les moyens de déplacement sont adaptés pour prendre appui sur la superstructure.

Description

Description
Titre : Dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d’intervention sur une cuve d’électrolyse.
La présente invention concerne un dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d’intervention sur une cuve d’électrolyse. L’invention concerne également un dispositif d’intervention sur cuve d’électrolyse comprenant ce dispositif de manutention et l’outil d’intervention, une cuve d’électrolyse comprenant ce dispositif de manutention, et une aluminerie comprenant cette cuve d’électrolyse. L’invention concerne enfin un procédé d’intervention sur cette cuve d’électrolyse.
Il est connu de produire l'aluminium industriellement à partir d'alumine par électrolyse selon le procédé de Hall-Héroult. A cet effet, on prévoit une cuve d'électrolyse rectangulaire, comme celle représentée sur la figure 1 , comprenant classiquement un caisson 31 en acier à l'intérieur duquel est agencé un revêtement en matériau réfractaire, une cathode 33 en matériau carboné, traversée par des conducteurs électriques cathodiques destinés à collecter le courant d'électrolyse à la cathode 33 pour le conduire jusqu'à des sorties cathodiques traversant le fond ou les côtés du caisson et un bain 35 électrolytique dans lequel est dissout l'alumine.
La cuve d’électrolyse comprend plusieurs ensembles 38 anodiques comportant chacun une tige 36 anodique sensiblement verticale et une anode 37 formée d’au moins un bloc anodique suspendu à la tige 36 anodique et plongé dans ce bain 35 électrolytique. Les anodes 37 sont plus particulièrement de type anodes précuites avec des blocs carbonés précuits, c'est-à-dire cuits avant introduction dans la cuve d'électrolyse.
La cuve d'électrolyse comprend une superstructure 30 s'étendant au-dessus du caisson 31 pour supporter et guider un cadre 34 anodique mobile verticalement. Cette superstructure 30 est notamment constituée d’au moins une poutre s’étendant au-dessus du caisson 31 selon une direction longitudinale de la cuve et portée par des pieds disposés au niveau des bords transversaux du caisson 31. Cette superstructure 30 porte en outre typiquement des moyens d’extraction des gaz de cuve et des dispositifs d’alimentation en alumine. Les ensembles 38 anodiques sont suspendus à intervalles réguliers le long de deux rangées au cadre 34 anodique par l'intermédiaire de connecteurs 32 amovibles plaquant les tiges 36 anodiques contre le cadre 34 anodique. Des conducteurs électriques 39 de montée du courant d'électrolyse acheminant le courant d'électrolyse depuis les sorties cathodiques de la cuve d’électrolyse précédente jusqu'au cadre 34 anodique s'étendent diagonalement de bas en haut depuis un bord longitudinal du caisson 31. Les blocs anodiques étant consommés au fur et à mesure de la réaction d'électrolyse, les ensembles 38 anodiques sont descendus progressivement vers la cathode 33 afin de maintenir sensiblement constante la distance entre la surface inférieure des anodes 37 et la cathode 33.
Le déplacement des ensembles 38 anodiques est collectif, puisque tous les ensembles 38 anodiques accrochés au même cadre anodique 34 sont déplacés simultanément du fait de déplacement de ce cadre 34 anodique.
Pour assurer le fonctionnement correct de la cuve d'électrolyse, il faut typiquement que les ensembles 38 anodiques soient positionnés de telle sorte que la surface inférieure de leurs anodes 37 soit dans un plan de référence, notamment confondu avec le plan contenant la surface inférieure des autres anodes 37 de la cuve d'électrolyse, aussi appelé plan anodique.
Il arrive cependant que certaines anodes 37 s’usent plus ou moins vite que les anodes 37 adjacentes, glissent légèrement ou soient mal positionnées lors de leur mise en cuve de sorte que leur face inférieure ne soit plus contenue dans le plan anodique de référence, entraînant de ce fait un problème de rendement de la cuve d’électrolyse ou générant des problématiques opérationnelles préjudiciables, par exemple un court circuit. Les ensembles 38 anodiques correspondants doivent avantageusement être repositionnés de sorte que la face inférieure des anodes 37 soit de nouveau située dans le plan anodique de référence. Ce repositionnement individualisé d’un ensemble 38 anodique est encore appelé ajustement de la hauteur des anodes. Le cadre 34 anodique, qui supporte et déplace collectivement une pluralité d’ensembles 38 anodiques, ne permet pas de réaliser un tel ajustement.
Pour obvier à cette difficulté, il est connu d’équiper chaque ensemble 38 anodique d’un actionneur permettant de le déplacer individuellement. Cependant, cette solution de motorisation individuelle est relativement coûteuse et il n’est pas aisé de la mettre en œuvre au sein d’alumineries préexistantes.
Il est également connu de recourir à l’utilisation d’un pont de manutention circulant dans le hall d’électrolyse au-dessus des cuves d’électrolyse, aussi appelé machine de service d’électrolyse, guidé par un opérateur pour repositionner un ensemble anodique mal positionné. A cet effet, la machine de service d’électrolyse circulant dans le hall d’électrolyse au-dessus des cuves d’électrolyse comporte une visseuse-dévisseuse pour serrer-desserrer le connecteur amovible, fonctionnant de pair avec un bras de préhension permettant d’attraper la tige anodique, typiquement par son extrémité supérieure, et de repositionner l’ensemble anodique en le soulevant ou l’abaissant. Cependant, le nombre de machines de service d’électrolyse d’une aluminerie est limité et ces machines sont nécessaires à de multiples opérations, si bien que leur disponibilité est restreinte. De surcroît, les machines de service d’électrolyse ne peuvent pas se croiser dans le hall d’électrolyse. Par conséquent, une machine de service d’électrolyse ne peut être utilisée dans le cadre d’un procédé d’amélioration continue des opérations impliquant un repositionnement régulier des ensembles anodiques.
Plus généralement, il est connu du document FR3024466 un véhicule pour l’exploitation de cuves d’électrolyse, pouvant se déplacer d’une cuve d’électrolyse à une autre afin d’y réaliser une intervention. Cependant, ce véhicule circule dans les allées servant au déplacement d’autres véhicules effectuant diverses opérations sur les cuves, ou dans lesquelles sont stockées temporairement des palettes servant aux opérations sur la cuve, notamment au support des ensembles anodiques neufs ou usés.
Aussi, la présente invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant un dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d’intervention permettant d’effectuer une intervention sur une cuve d’électrolyse, en vue de réaliser notamment un ajustement de la hauteur des anodes, rapidement, à des coûts contenus, sans gêner la circulation d’opérateurs ou d’autres véhicules.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d’intervention permettant d’effectuer une intervention sur une cuve d’électrolyse ayant une superstructure, le dispositif de manutention comprenant un châssis portant l’outil d’intervention et des moyens de déplacement adaptés pour permettre un déplacement du châssis, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont adaptés pour prendre appui sur la superstructure .
Ainsi, un outil d’intervention peut être amené par le dispositif de manutention à divers endroits le long de la superstructure de la cuve d’électrolyse afin d’y exécuter une opération sans nécessiter une intervention de la machine de service d’électrolyse et sans nécessiter une circulation dans les allées adjacentes aux cuves d’électrolyse.
Par superstructure on entend la structure supportant le cadre anodique et tout élément fixe de la cuve d’électrolyse y étant rapporté, comme par exemple des moyens d’extraction des gaz de cuve et des dispositifs d’alimentation en alumine. Cette superstructure comprend par exemple une poutre s’étendant au-dessus du caisson selon une direction longitudinale de la cuve et portée par des pieds disposés au niveau des bords transversaux du caisson. La superstructure sur laquelle prennent appuie les moyens de déplacement supporte ces moyens de déplacement et le dispositif de manutention. Le dispositif de manutention permet donc notamment de mettre un même outil d’intervention à disposition de plusieurs ensembles anodiques disposés à intervalles réguliers le long de la superstructure de la cuve d’électrolyse, réduisant ainsi les coûts.
Aussi, selon un mode de réalisation, l’outil d’intervention est un dispositif permettant de repositionner un ensemble anodique de la cuve d’électrolyse.
Par repositionner, on entend ajuster la hauteur de l’anode de l’ensemble anodique pour que sa surface inférieure se trouve à une position déterminée.
Le dispositif de manutention muni d’un tel outil d’intervention offre donc la possibilité d’un repositionnement individualisé régulier des ensembles anodiques et accroît en outre la disponibilité des machines de service d’électrolyse pour d’autres opérations, réduisant également les coûts d’exploitation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de manutention comporte des moyens de levage configurés pour lever ou descendre l’outil d’intervention entre une position de stationnement permettant de maintenir l’outil d’intervention à distance de la cuve d’électrolyse et une position de travail permettant de descendre l’outil d’intervention au contact de la cuve d’électrolyse.
Ces moyens de levage peuvent être constitués de vérins ou bras articulés mais, selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de levage sont des moyens de levage par câble.
Par moyens de levage par câble on entend tous moyens de levage comprenant un élément long et flexible destiné à descendre ou tracter une charge par le dessus tels que câble, filin, sangle, corde, chaîne, ou équivalent.
L’utilisation de moyens de levage par câble, par essence simple, fiable et peu onéreux, est rendue avantageuse du fait du positionnement du châssis au-dessus de la superstructure, c’est-à-dire au-dessus d’une zone d’intervention de l’outil d’intervention.
Selon un mode de réalisation, les moyens de levage comprennent un palan ou treuil motorisé.
Selon un mode de réalisation, les moyens de levage comprennent des moyens de détection de l’arrivée de l’outil d’intervention en position de travail.
La hauteur à laquelle l’outil d’intervention se trouve en position de travail dépend de la hauteur du cadre anodique qui varie dans le temps. Aussi, l’arrêt de la descente de l’outil d’intervention peut être commandé quand l’outil d’intervention vient au contact et repose sur le cadre anodique ou un élément de cuve fixe par rapport au cadre anodique tel que le connecteur, l’axe du connecteur, ou le crochet formé sur le cadre anodique pour supporter le connecteur. Les moyens de détection peuvent être de type capteur de contact ou capteur optique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de manutention comprend des moyens de guidage configurés pour guider l’outil d’intervention selon une trajectoire prédéterminée à partir de la position de stationnement vers la position de travail.
Cette caractéristique permet une amenée précise de l’outil d’intervention sur une zone d’intervention.
Selon un mode de réalisation, les moyens de guidage comprennent deux brides parallèles entre lesquelles s’étend l’outil d’intervention en position de stationnement, chaque bride comprenant une rainure destinée à recevoir et guider un élément rattaché à l’outil d’intervention.
Ces brides assurent un guidage robuste et efficace, empêchant tout basculement ou jeu inadapté.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de manutention comprend un organe de retenue destiné à empêcher un basculement du châssis portant l’outil d’intervention d’un côté ou de l’autre de la superstructure.
Cela permet la descente ou la levée de l’outil d’intervention de manière sécurisée.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de manutention porte deux outils d’intervention agencés sur des côtés opposés du châssis.
Cela permet d’équilibrer les masses au niveau du dispositif de manutention, et de disposer de deux outils d’intervention par cuve d’électrolyse, chaque outil d’intervention étant destiné à intervenir sur une moitié de la cuve d’électrolyse. Le rendement d’exploitation de la cuve d’électrolyse et de l’aluminerie est ainsi amélioré.
En variante, le dispositif de manutention porte un unique outil d’intervention disposé sur une plateforme rotative agencée sur le châssis.
Ainsi, un même outil peut avantageusement intervenir sur les deux côtés de la cuve d’électrolyse.
Selon un mode de réalisation, les moyens de déplacement permettent le déplacement du châssis le long de la superstructure de la cuve d’électrolyse.
Selon un mode de réalisation, le châssis se déplace au-dessus de la superstructure.
Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un dispositif d’intervention sur cuve d’électrolyse comprenant un dispositif de manutention ayant les caractéristiques précitées et l’outil d’intervention, l’outil d’intervention comprenant un bâti muni d’une ou plusieurs surfaces d’appui permettant à l’outil d’intervention de prendre appui et d’être supporté de manière stable directement sur au moins un élément de la cuve d’électrolyse en position de travail.
Cette caractéristique permet que ce soit la cuve d’électrolyse qui supporte le poids de l’outil d’intervention lorsque l’outil d’intervention est en position de travail et, notamment au cours de l’intervention sur la cuve. Il se produit un transfert du poids de l’outil d’intervention depuis le dispositif de manutention vers au moins un élément de la cuve d’électrolyse lorsque l’outil d’intervention arrive en position de travail et prend appui sur cet élément de cuve. Ainsi, le dispositif de manutention ne subit pas de force mécanique provenant de l’outil d’intervention lorsque celui-ci est en position de travail et en cours d’intervention sur la cuve. Le dispositif de manutention n’a donc pas besoin d’être dimensionné pour supporter des contraintes mécaniques importantes, ce qui réduit les coûts de conception et de maintenance y afférant. Aussi, il n’y a pas de risques de basculement du dispositif de manutention lorsque l’outil est en position de travail et notamment en cours d’intervention sur la cuve.
Selon un mode de réalisation, le bâti de l’outil d’intervention comporte des moyens de fixation réversibles adaptés pour établir une fixation réversible entre le bâti et au moins un élément de la cuve d’électrolyse. Ainsi, lorsque l’outil d’intervention est en position de travail en appui sur au moins un élément de la cuve, l’outil d’intervention peut en outre se fixer à au moins un élément de la cuve pour améliorer encore la stabilité de l’outil d’intervention sur la cuve et augmenter les degrés de contraintes que peut subir l’outil d’intervention au cours de l’intervention sur la cuve.
Selon un mode de réalisation, l’outil d’intervention comprend une partie mobile par rapport au bâti, des moyens de déplacement pour déplacer la partie mobile en translation relativement au bâti, la partie mobile comprenant des moyens d’engagement configurés pour engager une tige anodique d’un ensemble anodique de la cuve d’électrolyse afin de solidariser en translation la tige anodique et la partie mobile de l’outil d’intervention.
Ces caractéristiques permettent à l’outil d’intervention de réaliser un repositionnement d’un ensemble anodique pour lequel une optimisation possible du positionnement vertical a été détectée, c’est-à-dire un déplacement individualisé d’un ensemble anodique, notamment en vue de repositionner sa surface inférieure dans le plan anodique. La partie mobile peut être déplacée avec l’ensemble anodique en translation verticale vers le haut ou vers le bas par rapport au bâti en fonction du positionnement recherché de l’ensemble anodique. Un tel outil d’intervention déplaçable le long de la superstructure au moyen du dispositif de manutention en regard de chacun des ensembles anodiques de la cuve permet si besoin de repositionner les uns après les autres de façon individualisée tous les ensembles anodiques de la cuve. Les moyens d’engagement permettant de solidariser en translation la tige anodique et la partie mobile de l’outil d’intervention, sont notamment des moyens de préhension de type classique, par exemple de type pince ou étau venant enserrer la tige d’anode entre deux éléments opposés formant mâchoire.
Selon un mode de réalisation, l’outil d’intervention comporte des moyens de serrage/desserrage adaptés pour serrer/desserrer un connecteur maintenant l’ensemble anodique en position dans la cuve d’électrolyse.
Ces moyens de serrage/desserrage sont avantageusement une visseuse engageant une tige filetée du connecteur lorsque l’outil d’intervention se positionne en position de travail.
Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet une cuve d’électrolyse comprenant une superstructure, un cadre anodique supporté par la superstructure et un dispositif de manutention ayant les caractéristiques précitées, dans laquelle la superstructure comporte une surface sur laquelle prennent appui les moyens de déplacement.
Ainsi, le dispositif de manutention destiné à convoyer un outil d’intervention se déplace sur la cuve d’électrolyse au lieu de se déplacer dans des allées desservant les cuves d’électrolyse. Cela limite l’encombrement dans le hall d’électrolyse et améliore la sécurité.
Toutes les cuves d’électrolyse d’une aluminerie peuvent être équipées d’un dispositif de manutention permettant un déplacement d’un outil d’intervention et donc des interventions à différents endroits de chaque cuve d’électrolyse sans engendrer un encombrement préjudiciable dans les allées de travail adjacentes aux cuves d’électrolyse ou la mobilisation d’une machine de service d’électrolyse.
Selon un mode de réalisation, la surface sur laquelle prennent appui les moyens de déplacement est une surface supérieure de la superstructure.
Ce mode de réalisation est le plus simple du fait que la superstructure comporte typiquement une surface supérieure s’étendant sur toute la longueur de la cuve d’électrolyse.
Selon un mode de réalisation, la superstructure et/ou les moyens de déplacement forment un chemin de déplacement du châssis sur au moins toute la longueur du cadre anodique.
Ainsi, l’outil d’intervention porté par le dispositif de manutention peut être déplacé et amené en position pour intervention à proximité de tous les ensembles anodiques supportés par le cadre anodique. Selon un mode de réalisation, le chemin de déplacement présente une voie de garage à une extrémité de la cuve d’électrolyse.
Cela permet au dispositif de manutention de dégager l’espace au-dessus du cadre anodique, par exemple pour le passage ou l’intervention d’une machine de service d’électrolyse.
Selon un mode de réalisation, les moyens de déplacement comprennent des moyens de guidage destinés à guider le châssis en translation selon une direction longitudinale de la cuve d’électrolyse.
Ces moyens de guidage assurent un positionnement précis du dispositif de manutention sur la superstructure et peuvent être notamment des rails formant le chemin de déplacement et coopérant avec des roues agencées sur le châssis.
Selon un mode de réalisation, les moyens de déplacement comprennent des moyens d’entraînement configurés pour déplacer le châssis le long de la superstructure.
Le dispositif de manutention peut se déplacer de façon autonome sur la superstructure de la cuve d’électrolyse.
Selon un quatrième aspect, l’invention a pour objet une aluminerie comprenant au moins une cuve d’électrolyse ayant les caractéristiques précitées.
Selon un cinquième aspect, l’invention a pour objet un procédé d’intervention sur une cuve d’électrolyse ayant les caractéristiques précitées, comprenant les étapes de :
- déplacement du châssis,
- déplacement de l’outil d’intervention depuis une position de stationnement jusqu’à une position de travail,
- exécution d’une intervention sur la cuve d’électrolyse au moyen de l’outil d’intervention,
- déplacement de l’outil d’intervention depuis la position de travail jusqu’à la position de stationnement.
Selon un mode de réalisation particulier, l’intervention sur la cuve d’électrolyse est un repositionnement d’un ensemble anodique et comprend les étapes suivantes :
- engagement de l’outil d’intervention contre une tige anodique de l’ensemble anodique à repositionner,
- desserrage d’un connecteur de la cuve d’électrolyse pour libérer la tige anodique,
- déplacement de l’ensemble anodique de sorte qu’une surface inférieure de l’ensemble anodique soit amenée jusqu’à une position prédéterminée,
- serrage du connecteur, - désengagement de l’outil d’intervention et de la tige anodique,
- déplacement de l’outil d’intervention en position de stationnement.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après d’un mode de réalisation, donné à titre d’exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] La figure 1 est une vue en coupe d’une cuve d’électrolyse selon l’état de la technique.
[Fig. 2] La figure 2 est une vue en perspective d’un dispositif de manutention selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 3] La figure 3 est une vue de côté d’un dispositif de manutention et d’une cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 4] La figure 4 est une vue en perspective d’une partie de cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 5] La figure 5 est une vue en perspective d’une partie d’un dispositif de manutention selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 6] La figure 6 est une vue en perspective d’une partie de dispositif de manutention et de cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 7] La figure 7 est une vue de côté d’une partie de cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 8] La figure 8 est une vue de côté d’un outil d’intervention d’un dispositif de manutention selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 9] La figure 9 est une vue de côté de l’outil d’intervention de la figure 8 après un déplacement vertical d’une partie mobile,
[Fig. 10] La figure 10 est une vue en perspective d’une partie d’un outil d’intervention d’un dispositif de manutention selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 1 1] La figure 1 1 est une vue en perspective d’un dispositif de manutention et d’une cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 12] La figure 12 est une vue en perspective d’un dispositif de manutention et d’une cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 13] La figure 13 est une vue de côté d’un dispositif de manutention et d’une cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention, [Fig. 14] La figure 14 est une vue de dessus d’un dispositif de manutention et d’une cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 montre un dispositif de manutention 1 sur cuve d’électrolyse selon un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif de manutention 1 est destiné à transporter un ou plusieurs outils 2 d’intervention pour former conjointement un dispositif d’intervention. Chaque outil 2 d’intervention est destiné à réaliser une ou plusieurs opérations sur une cuve 3 d’électrolyse, par exemple un repositionnement d’un ensemble anodique comme cela sera décrit plus en détail ci-après.
La figure 3 montre que le dispositif de manutention 1 est avantageusement destiné à transporter deux outils 2 d’intervention. Le cas échéant, chaque outil 2 d’intervention est destiné à intervenir sur une moitié de la cuve 3 d’électrolyse.
En référence aux figures 2 et 3, le dispositif de manutention 1 comprend un châssis 10, et des moyens de déplacement du châssis 10 le long d’une superstructure 30 de la cuve 3 d’électrolyse.
Le châssis 10 s’étend longitudinalement selon un axe transversal X, destiné à s’étendre parallèlement à une direction transversale de la cuve 3 d’électrolyse. Le châssis 10 peut prendre la forme d’une plaque ou plateforme de support (figure 2), ou encore d’une poutre (figures 12 à 14).
Lorsque le dispositif de manutention 1 embarque deux outils 2 d’intervention, ces deux outils 2 d’intervention sont avantageusement positionnés au niveau de côtés opposés du châssis 10 selon l’axe transversal X.
Les moyens de déplacement supportent le châssis 10. Les moyens de déplacement sont configurés pour reposer sur une surface 300, avantageusement une surface supérieure, de la superstructure 30 et pour permettre une translation du dispositif de manutention 1 selon une direction longitudinale de la cuve 3 d’électrolyse, le long d’un chemin de déplacement délimité par la surface 300 supérieure de la superstructure 30.
En référence aux figures 2, 3, 5 et 12 à 14, les moyens de déplacement peuvent comprendre des roues ou galets 12 montés rotatifs sur le châssis 10 autour de l’axe transversal X. Les moyens de déplacement peuvent en outre inclure des moyens de guidage, comme un rail 41 fixé par exemple à la superstructure 30, destinés à coopérer avec les roues ou galets 12.
Les moyens de déplacement du dispositif de manutention 1 peuvent comprendre des moyens d’entraînement comme un moteur qui peut être embarqué sur le châssis 10 pour permettre au dispositif de manutention 1 de se déplacer le long de la superstructure 30, selon la direction longitudinale Y de la cuve 3 d’électrolyse. Alternativement, comme représenté sur la figure 4, les moyens de déplacement peuvent comprendre un moteur 42 agencé sur la superstructure 30 et un organe 44 de transmission, comme une chaîne actionnée par le moteur 42 et rattachée au châssis 10. Ce moteur 42 peut être agencé à une extrémité du chemin de déplacement, par exemple au niveau de la voie 40 de garage.
En référence à la figure 5, le châssis 10 comprend avantageusement un ou plusieurs organes 14 de retenue destinés à empêcher un basculement du dispositif de manutention 1 d’un côté ou de l’autre de la superstructure 30. Les organes 14 de retenue peuvent être une patte en forme de L ou crochet destiné à s’engager sous une surface de la superstructure 30, par exemple sous un champignon du rail 41 , pour empêcher un soulèvement vertical du châssis 10 du dispositif de manutention 1 relativement à la superstructure 30.
Le dispositif de manutention 1 peut comporter des moyens de levage. Les moyens de levage sont configurés pour déplacer individuellement le ou les outils 2 d’intervention entre une position de stationnement (figures 2 et 3 à droite ; figure 12 ; figures 13 et 14 à gauche), où l’outil 2 d’intervention est à distance de la cuve 3 d’électrolyse pour permettre son convoyage le long de la cuve 3 d’électrolyse, et une position de travail (figures 2 et 3 à gauche ; figure 6 ; figures 13 et 14 à droite), où l’outil 2 d’intervention est descendu au contact de la cuve 3 d’électrolyse afin d’exécuter une opération prédéterminée, par exemple un repositionnement d’anode. En position de stationnement, les outils 2 d’intervention sont à proximité ou au contact du châssis 10. En position de travail, les outils 2 d’intervention sont distants du châssis 10, plus éloignés de celui-ci qu’en position de stationnement.
En référence aux figures 2, 3, 6 et 12 à 14, les moyens de levage comprennent avantageusement, pour chaque outil 2 d’intervention, un treuil 100 à moteur par exemple électrique, ayant un câble 102 destiné à être relié à l’outil 2 d’intervention. Le câble 102 peut comprendre un palonnier 104. Les moyens de levage peuvent aussi comprendre une ou plusieurs poulies 106 de renvoi qui peuvent être agencées au-dessus d’un plan horizontal contenant le châssis 10. Par exemple, les poulies 106 de renvoi sont montées rotatives autour d’un axe longitudinal Y sur des bras 108 de support qui s’étendent à partir du châssis 10 et au-dessus de celui-ci. Le ou les treuils 100 sont avantageusement positionnés au-dessus de la voie définie par les moyens de déplacement, au centre du châssis 10. Alternativement, les moyens de levage peuvent être constitués de vérins ou bras articulés. En référence aux figures 2, 3 et 6, le dispositif de manutention 1 comprend pour chaque outil 2 d’intervention des moyens de guidage configurés pour guider l’outil 2 d’intervention selon une trajectoire prédéterminée, par exemple en L renversé, à partir de la position de stationnement vers la position de travail.
Les moyens de guidage peuvent comprendre des rainures 16 destinées à recevoir et guider un axe ou galet 20 rotatif de l’outil 2 d’intervention. Les rainures 16 peuvent être ménagées sur deux brides 18 parallèles reliées au châssis 10 et délimitant entre elles un espace destiné à recevoir l’outil 2 d’intervention en position de stationnement. Chaque rainure 16 comprend de préférence une portion inférieure 160, qui s’étend avantageusement selon un axe vertical Z orthogonal aux axes longitudinaux et transversaux Y, X, essentiellement sous un plan horizontal contenant ou affleurant les moyens de déplacement, et une portion supérieure 162, qui s’étend obliquement par rapport à la portion inférieure 160, à hauteur ou au-dessus d’un plan horizontal contenant le châssis 10 ou des moyens de déplacement du dispositif de manutention 1. La portion supérieure 162 s’étend de préférence extérieurement à partir de la portion inférieure 160 verticale, c’est-à-dire en s’éloignant du châssis 10 et de la cuve 3 d’électrolyse. Dans la position de stationnement, l’axe ou le galet 20 rotatif de l’outil 2 d’intervention est situé dans la portion supérieure 162 de la rainure, tandis qu’en position de travail, l’axe ou le galet 20 rotatif de l’outil 2 d’intervention est situé dans la portion inférieure 160 de la rainure. De préférence, chaque bride 18 comprend deux rainures 16 similaires et parallèles. Ces rainures 16 doublées évitent un basculement de l’outil 2 d’intervention autour de l’axe ou le galet 20 rotatif placé dans la rainure 16.
Le dispositif de manutention 1 peut comprendre des moyens de support de chaque outil 2 d’intervention en position de stationnement. Ainsi, l’outil 2 d’intervention repose au moins en partie sur ces moyens de support. Les moyens de support peuvent être une paroi latérale de la ou des rainures 16 des brides 18.
Le dispositif de manutention 1 peut comprendre des moyens d’alimentation filaire, de type câble électrique ou tuyau pneumatique, destinés à alimenter les moyens de levage et/ou un moteur permettant de déplacer le dispositif de manutention 1 sur la superstructure 30, et un enrouleur automatique destiné à l’enroulement des moyens d’alimentation filaire. Alternativement ou de manière complémentaire, le dispositif de manutention 1 peut embarquer une ou plusieurs unités de stockage d’énergie comme des batteries.
Chaque outil 2 d’intervention est relié au dispositif de manutention 1 par l’intermédiaire du câble 102 et des moyens de guidage décrits précédemment. En référence à la figure 7, l’outil 2 d’intervention comprend un bâti 22 muni d’une ou plusieurs surfaces 220 d’appui permettant à l’outil 2 d’intervention de prendre appui et d’être supporté de manière stable directement sur au moins un élément de la cuve 3 d’électrolyse en position de travail, plus précisément sur un élément fixe par rapport au cadre 34 anodique, tel que connecteur 32, axe 320 de connecteur 32, cadre 34 anodique, crochet 322 supportant le connecteur 32. Par exemple, le bâti 22 comprend une surface 220a d’appui destinée à venir en appui contre une face supérieure du cadre 34 anodique, et/ou une surface d’appui 220b destinée à venir en appui contre une face latérale du cadre 34 anodique, et/ou une surface 220c d’appui, correspondant ici au fond d’une encoche 222, destinée à venir en appui contre l’axe 320 du connecteur 32. La ou les surfaces 220 d’appui sont configurées pour permettre à l’outil 2 d’intervention de reposer par gravité de manière stable sur la cuve 3 d’électrolyse et d’être intégralement supporté le cas échéant par la cuve 3 d’électrolyse.
Le bâti 22 peut aussi comprendre des moyens de fixation réversibles adaptés pour établir une fixation réversible entre le bâti 22 et au moins un élément de la cuve 3 d’électrolyse. Les moyens de fixation réversibles peuvent comprendre un ou plusieurs taquets de verrouillage, éventuellement mobiles par rapport au bâti 22 entre une position escamotée et une position déployée, configurés pour coopérer avec un élément de la cuve 3 d’électrolyse lorsque l’outil 2 d’intervention est en position de travail, plus précisément avec un élément fixe par rapport au cadre 34 anodique, tel que connecteur 32, axe 320 de connecteur 32, cadre 34 anodique, crochet 322 supportant le connecteur 32. Le ou les taquets de verrouillage, avec la ou les surfaces 220 d’appui, permettent donc de fixer l’outil 2 d’intervention à la cuve 3 d’électrolyse.
L’outil 2 d’intervention est avantageusement destiné à exécuter une opération prédéterminée sur la cuve 3 d’électrolyse, comme par exemple le repositionnement d’une anode. Dans ce cas, l’outil 2 d’intervention peut comprendre des moyens d’engagement permettant la préhension d’une tige 36 anodique d’un ensemble 38 anodique de la cuve 3 d’électrolyse, et des moyens d’entraînement en translation de ces moyens de préhension, afin de déplacer verticalement l’ensemble 38 anodique. Plus précisément, l’outil 2 d’intervention comprend une partie 24 mobile en translation par rapport au bâti 22, cette partie 24 mobile supportant les moyens d’engagement, et des moyens d’entraînement pour entraîner la partie 24 mobile en translation selon l’axe vertical Z par rapport au bâti 22. La partie 24 mobile et le bâti 22 peuvent être reliés par une glissière 26 de guidage. Ces caractéristiques permettant de déplacer l’ensemble 38 anodique, en le soulevant ou en l’abaissant, sur une distance relativement courte, d’environ 100 mm, mais suffisante pour replacer la surface inférieure du bloc anodique de cet ensemble 38 anodique à l’endroit voulu, par exemple dans le plan anodique.
En référence à la figure 10, les moyens d’engagement peuvent être des moyens de préhension permettant d’enserrer la tige 36 anodique et comprenant une vis 200 verticale à double filet à pas inversés, deux cames 202 chacune engagée avec l’un des filets de la vis 200 verticale de sorte qu’une rotation de la vis 200 entraîne un rapprochement ou un éloignement des cames 202, une paire de mâchoires 204 supérieures et une paire de mâchoires 206 inférieures. Chaque mâchoire 204 supérieure est liée de manière rotative à l’une des mâchoires 206 inférieures. Chaque came 202 est engagée dans une lumière 208 des mâchoires 204, 206 supérieures ou inférieures. Ainsi, le rapprochement ou l’éloignement des cames 202 dus à la rotation, dans un sens ou dans l’autre, de la tige 200 filetée, provoque un resserrement ou un élargissement des mâchoires 204, 206 supérieures et inférieures afin de solidariser la partie 24 mobile de l’outil 2 d’intervention avec la tige 36 anodique.
En référence aux figures 8 et 9, les moyens d’entraînement de la partie 24 mobile relativement au bâti 22 peuvent comprendre un ou plusieurs vérins 240, de type vérins à vis, de préférence trapézoïdale, pouvant être actionnés par un moteur 242 électrique. Sur la figure 8, le vérin 240 est en position rentrée tandis que sur la figure 9 le vérin 240 est en position déployée. La position du vérin 240 avant l’étape d’engagement de la tige 36 anodique par les moyens de préhension peut dépendre du sens du déplacement nécessaire au repositionnement de l’ensemble 38 anodique, à savoir une montée ou une descente de l’ensemble 38 anodique.
En référence à la figure 2 ou 3, l’outil 2 d’intervention comprend avantageusement des moyens de serrage/desserrage d’un connecteur 32 de la cuve 3 d’électrolyse. Le connecteur 32 peut être du type à leviers rotatifs actionnés par une tige 324 filetée, comme décrit dans le document de brevet WO2013159218. Les moyens de serrage/desserrage de l’outil 2 d’intervention peuvent comprendre une visseuse 28 destinée à engager et faire pivoter dans un sens ou dans l’autre la tige 324 filetée du connecteur 32, afin de desserrer ou resserrer l’étau exercé par le connecteur 32 et le cadre 34 anodique sur la tige 36 anodique. Les moyens de serrage/desserrage sont prévus sur le bâti 22 pour permettre un engagement des moyens de serrage/desserrage de l’outil 2 d’intervention avec les composants correspondants du connecteur 32 au moment du positionnement de l’outil 2 d’intervention en position de travail et un maintien de cet engagement lors de l’intervention, et notamment lors du déplacement de la partie 24 mobile de l’outil 2 d’intervention par rapport au bâti 22. Le dispositif de manutention 1 , et plus particulièrement les moyens de levage, comprend avantageusement des moyens de détection, comme par exemple un capteur 1 1 de contact ou optique, représenté schématiquement sur les figures 8 et 9, permettant de s’assurer du positionnement de l’outil 2 d’intervention en position de travail et/ou de stationnement.
Par ailleurs, l’outil 2 d’intervention peut comprendre des moyens d’alimentation filaire, de type câble électrique ou tuyau pneumatique, destinés à alimenter notamment les moyens d’entraînement, d’engagement et/ou de serrage/desserrage de l’outil 2 d’intervention, et un enrouleur automatique destiné à l’enroulement des moyens d’alimentation filaire. Alternativement ou de manière complémentaire, l’outil 2 d’intervention peut embarquer une ou plusieurs unités de stockage d’énergie comme des batteries.
L’invention concerne aussi une cuve 3 d’électrolyse comprenant une superstructure 30, un cadre 34 anodique supporté par la superstructure 30, un ensemble 38 anodique, un connecteur 32 pour suspendre de façon amovible l’ensemble 38 anodique au cadre 34 anodique, et un dispositif de manutention 1 tel que décrit précédemment, le dispositif de manutention 1 pouvant porter un ou plusieurs outils 2 d’intervention.
En référence aux figures 3, 7, 12, la superstructure 30 comporte une surface 300, notamment une surface supérieure, sur laquelle prennent appui les moyens de déplacement. La superstructure 30 et/ou les moyens de déplacement forment un chemin de déplacement du châssis 10 du dispositif de manutention 1 sur au moins toute la longueur du cadre 34 anodique, ou d’un caisson de la cuve 3 d’électrolyse. La surface 300 s’étend dans un plan horizontal XY. Le chemin de déplacement est avantageusement rectiligne, positionné au centre de la cuve 3 d’électrolyse, symétrique par rapport à plan médian YZ de la cuve 3 d’électrolyse.
Le chemin de déplacement peut s’étendre au-delà d’une projection verticale du cadre 34 anodique ou du caisson de la cuve 3 d’électrolyse. En particulier, comme illustré sur la figure 1 1 , le chemin de déplacement peut comprendre une voie 40 de garage pour stocker le dispositif de manutention 1 , par exemple en l’absence d’intervention ou pour libérer au-dessus de la cuve 3 d’électrolyse de la place pour le passage ou l’intervention d’une machine de service d’électrolyse. La voie 40 de garage est située à une extrémité du chemin de déplacement, et de la cuve 3 d’électrolyse, par exemple en porte-à-faux. Bien que non représentée, la voie 40 de garage peut s’étendre dans plan horizontal qui est en deçà du plan contenant de la surface 300 de la superstructure 30, afin de libérer davantage de place au-dessus de la cuve 3 d’électrolyse. Le positionnement du dispositif de manutention 1 sur la voie 40 de garage peut permettre si besoin un recharchement électrique de batteries de différents équipements tels que les moyens de déplacement, les moyens de levage et/ou l’outil 2 d’intervention.
On notera que la cuve 3 d’électrolyse ou le dispositif de manutention 1 peuvent avantageusement comprendre des moyens de contrôle de la position du dispositif de manutention 1 , comme un codeur équipant le moteur 42 destiné à entraîner le dispositif de manutention 1 ainsi qu’un capteur de point zéro, par exemple une première extrémité du chemin de déplacement telle que la voie 40 de garage, et de fin de course, par exemple une deuxième extrémité opposée du chemin de déplacement.
Alternativement, des marquages et détecteurs associés peuvent permettre de déterminer précisément les stations d’arrêt du châssis 10 en regard des ensembles 38 anodiques, dont les positionnements restent toujours les mêmes et à intervalles réguliers, comme cela apparaît sur la figure 14.
En outre, bien que non représenté, la cuve 3 d’électrolyse, le dispositif de manutention 1 ou l’outil 2 d’intervention peuvent être équipés de moyens de communication filaire ou sans fil, connus de l’homme du métier, pour communiquer avec une unité de contrôle prévue au sein de l’aluminerie et destinée à commander les déplacements et actions du dispositif de manutention 1 et de l’outil 2 d’intervention.
L’invention concerne également une aluminerie comprenant une pluralité de cuves 3 d’électrolyse dont au moins une cuve 3 d’électrolyse décrite ci-dessus. De préférence, toutes les cuves 3 d’électrolyse de l’aluminerie présentent les caractéristiques susmentionnées. L’aluminerie peut inclure une ou plusieurs machines de service d’électrolyse destinées à se déplacer au-dessus des dispositifs de manutention 1 présents sur le chemin de déplacement de la superstructure 30.
Par ailleurs, l’aluminerie ou la ou les cuves 3 d’électrolyse, comprennent avantageusement des moyens de mesure du courant circulant dans chacun des ensembles 38 anodiques, comme par exemple des capteurs à effet Hall, tels que décrits dans le document de brevet US6136177. L’aluminerie peut comprendre une unité de contrôle destinée à commander les déplacements et actions des dispositifs de manutention 1 et des outils 2 d’intervention en fonction des résultats des mesures du courant circulant dans chacun des ensembles 38 anodiques, et en fonction des informations reçues de positionnement et actions des dispositifs de manutention 1 et/ou outils 2 d’intervention et/ou des machines de services d’électrolyse.
L’invention concerne enfin un procédé d’intervention sur une cuve 3 d’électrolyse telle que précédemment décrite. Ce procédé comprend les étapes de : - déplacement du châssis 10 sur la superstructure 30,
- déplacement de l’outil 2 d’intervention depuis la position de stationnement jusqu’à la position de travail,
- exécution de l’intervention sur la cuve 3 d’électrolyse au moyen de l’outil 2 d’intervention,
- déplacement de l’outil 2 d’intervention depuis la position de travail jusqu’à la position de stationnement.
Le procédé peut inclure une étape initiale de mesure d’un paramètre de fonctionnement de la cuve, telle que l’intensité du courant circulant dans chacun des ensembles 38 anodiques.
La descente de l’outil 2 d’intervention jusqu’à la position de travail peut comprendre la mise en appui de l’outil 2 d’intervention sur un élément de la cuve 3 d’électrolyse, plus précisément un élément fixe par rapport au cadre 34 anodique, tel que connecteur 32, axe 320 de connecteur 32, cadre 34 anodique, crochet 322 supportant le connecteur 32.
La descente de l’outil 2 d’intervention jusqu’à la position de travail peut être suivie d’une étape de fixation de l’outil 2 d’intervention à la cuve 3 d’électrolyse en position de travail, plus précisément sur un élément de la cuve 3 d’électrolyse fixe par rapport au cadre 34 anodique, tel que connecteur 32, axe 320 de connecteur 32, cadre 34 anodique, crochet 322 supportant le connecteur 32.
De préférence, l’étape d’exécution de l’intervention au moyen de l’outil 2 d’intervention est un repositionnement d’un ensemble anodique, par exemple le déplacement d’un ensemble 38 anodique en vue de repositionner la face inférieure du bloc anodique dans le plan anodique de référence. Le repositionnement d’un ensemble anodique peut comprendre les étapes suivantes :
-déplacement du châssis 10 sur la superstructure 30 jusqu'en regard d’un ensemble 38 anodique à repositionner,
- déplacement de l’outil 2 d’intervention depuis une position de stationnement jusqu’à une position de travail,
- engagement de l’outil 2 d’intervention contre une tige 36 anodique de l’ensemble 38 anodique à repositionner, par exemple préhension de la tige 36 anodique par l’outil 2 d’intervention,
- desserrage d’un connecteur 32 de la cuve 3 d’électrolyse pour libérer la tige 36 anodique,
- déplacement de l’ensemble 38 anodique de sorte qu’une face inférieure du bloc anodique de l’ensemble 38 anodique soit amenée jusqu’à une position prédéterminée,
- serrage du connecteur 32, - désengagement de l’outil 2 d’intervention et de la tige 36 anodique,
- déplacement de l’outil 2 d’intervention en position de stationnement.
Avantageusement, l’étape de desserrage du connecteur 32 est une étape de desserrage partiel afin que le connecteur 32 maintienne un contact entre la tige 36 anodique et le cadre 34 anodique. Le serrage et le desserrage du connecteur 32 sont avantageusement réalisés par les moyens de serrage/desserrage de l’outil 2 d’intervention.
Le procédé peut comprendre également la communication de signaux d’information ou de commande entre l’unité de contrôle de l’aluminerie et les dispositifs de manutention 1 et/ou les outils 2 d’intervention et/ou les machines de service d’électrolyse afin de commander leurs déplacements et actions respectifs.
Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n’ayant été donné qu’à titre d’exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers dispositifs ou par la substitution d’équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l’invention.

Claims

Revendications
1. Dispositif de manutention (1) destiné à convoyer un outil (2) d’intervention permettant d’effectuer une intervention sur une cuve (3) d’électrolyse ayant une superstructure (30), le dispositif de manutention (1) comprenant un châssis (10) portant l’outil (2) d’intervention et des moyens de déplacement adaptés pour permettre un déplacement du châssis (10), caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont adaptés pour prendre appui sur la superstructure (30) .
2. Dispositif de manutention (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de manutention (1) comporte des moyens de levage configurés pour lever ou descendre l’outil (2) d’intervention entre une position de stationnement permettant de maintenir l’outil (2) d’intervention à distance de la cuve (3) d’électrolyse et une position de travail permettant de descendre l’outil (2) d’intervention au contact de la cuve (3) d’électrolyse.
3. Dispositif de manutention (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de levage sont des moyens de levage par câble (102).
4. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel les moyens de levage comprennent un palan ou treuil (100) motorisé.
5. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les moyens de levage comprennent des moyens de détection de l’arrivée de l’outil (2) d’intervention en position de travail.
6. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de manutention (1) comprend des moyens de guidage configurés pour guider l’outil (2) d’intervention selon une trajectoire prédéterminée à partir de la position de stationnement vers la position de travail.
7. Dispositif de manutention (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de guidage comprennent deux brides (18) parallèles entre lesquelles s’étend l’outil (2) d’intervention en position de stationnement, chaque bride (18) comprenant une rainure destinée à recevoir et guider un élément rattaché à l’outil (2) d’intervention.
8. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de manutention (1) comprend un organe de retenue destiné à empêcher un basculement du châssis (10) portant l’outil (2) d’intervention d’un côté ou de l’autre de la superstructure (30).
9. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de manutention (1) porte deux outils (2) d’intervention agencés sur des côtés opposés du châssis (10).
10. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de manutention (1) porte un unique outil (2) d’intervention disposé sur une plateforme rotative agencée sur le châssis (10).
1 1. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens de déplacement permettent le déplacement du châssis (10) le long de la superstructure (30) de la cuve d’électrolyse (3).
12. Dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel le châssis (10) se déplace au-dessus de la superstructure (30).
13. Dispositif d’intervention sur cuve (3) d’électrolyse comprenant un dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes et l’outil (2) d’intervention, l’outil (2) d’intervention comprenant un bâti (22) muni d’une ou plusieurs surfaces (220) d’appui permettant à l’outil (2) d’intervention de prendre appui et d’être supporté de manière stable directement sur au moins un élément de la cuve (3) d’électrolyse en position de travail.
14. Dispositif d’intervention selon la revendication précédente, dans lequel le bâti (22) de l’outil (2) d’intervention comporte des moyens de fixation réversibles adaptés pour établir une fixation réversible entre le bâti (22) et au moins un élément de la cuve (3) d’électrolyse.
15. Dispositif d’intervention selon l’une quelconque des revendications 13 à 14, dans lequel l’outil (2) d’intervention comprend une partie (24) mobile par rapport au bâti (22), des moyens de déplacement pour déplacer la partie (24) mobile en translation relativement au bâti (22), la partie (24) mobile comprenant des moyens d’engagement configurés pour engager une tige (36) anodique d’un ensemble (38) anodique de la cuve (3) d’électrolyse afin de solidariser en translation la tige (36) anodique et la partie (24) mobile de l’outil (2) d’intervention.
16. Dispositif d’intervention selon l’une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel l’outil (2) d’intervention comporte des moyens de serrage/desserrage adaptés pour serrer/desserrer un connecteur (32) maintenant l’ensemble (38) anodique en position dans la cuve (3) d’électrolyse.
17. Cuve (3) d’électrolyse comprenant une superstructure (30), un cadre (34) anodique supporté par la superstructure (30) et un dispositif de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle la superstructure (30) comporte une surface (300) sur laquelle prennent appui les moyens de déplacement.
18. Cuve (3) d’électrolyse selon la revendication précédente, dans laquelle la surface (300) sur laquelle prennent appui les moyens de déplacement est une surface supérieure de la superstructure (30).
19. Cuve (3) d’électrolyse selon l’une quelconque des revendications 17 à 18, dans laquelle la superstructure (30) et/ou les moyens de déplacement forment un chemin de déplacement du châssis (10) sur au moins toute la longueur du cadre (34) anodique.
20. Cuve (3) d’électrolyse selon la revendication précédente, dans laquelle le chemin de déplacement présente une voie (40) de garage à une extrémité de la cuve (3) d’électrolyse.
21. Cuve (3) d’électrolyse selon l’une quelconque des revendications 17 à 20, dans laquelle les moyens de déplacement comprennent des moyens de guidage destinés à guider le châssis (10) en translation selon une direction longitudinale de la cuve (3) d’électrolyse.
22. Cuve (3) d’électrolyse selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de déplacement comprennent des moyens d’entraînement configurés pour déplacer le châssis (10) le long de la superstructure (30).
23. Aluminerie comprenant au moins une cuve (3) d’électrolyse selon l’une quelconque des revendications 17 à 22.
24. Procédé d’intervention sur une cuve (3) d’électrolyse selon l’une quelconque des revendications 17 à 22, comprenant les étapes de :
- déplacement du châssis (10),
- déplacement de l’outil (2) d’intervention depuis une position de stationnement jusqu’à une position de travail,
- exécution d’une intervention sur la cuve (3) d’électrolyse au moyen de l’outil (2) d’intervention,
- déplacement de l’outil (2) d’intervention depuis la position de travail jusqu’à la position de stationnement.
25. Procédé d’intervention selon la revendication précédente, dans lequel l’intervention sur la cuve (3) d’électrolyse est un repositionnement d’un ensemble (38) anodique et comprend les étapes suivantes :
- engagement de l’outil (2) d’intervention contre une tige (36) anodique de l’ensemble (38) anodique à repositionner, - desserrage d’un connecteur (32) de la cuve (3) d’électrolyse pour libérer la tige (36) anodique,
- déplacement de l’ensemble (38) anodique de sorte qu’une surface inférieure de l’ensemble (38) anodique soit amenée jusqu’à une position prédéterminée,
- serrage du connecteur (32),
- désengagement de l’outil (2) d’intervention et de la tige (36) anodique,
- déplacement de l’outil (2) d’intervention en position de stationnement.
PCT/CA2020/050325 2019-03-14 2020-03-11 Dispositif de manutention destine a convoyer un outil d'intervention sur une cuve d'electrolyse WO2020181380A1 (fr)

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