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Patent 2291497 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2291497
(54) English Title: METHODE DE GESTION DU FONCTIONNEMENT D'UNE INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ELECTROLYSE IGNEE ET INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM METTANT EN OEUVRE CETTE METHODE
(54) French Title: MANAGEMENT METHOD FOR THE OPERATION OF A FUSED-SALT ELECTROLYSIS ALUMINUM PRODUCTION FACILITY AND ALUMINUM PRODUCTION FACILITY USING THIS METHOD
Status: Term Expired - Post Grant Beyond Limit
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C25C 3/20 (2006.01)
  • C25C 3/06 (2006.01)
  • C25C 3/08 (2006.01)
(72) Inventors :
  • PIRON, GERARD (France)
  • HUON, SERGE (France)
(73) Owners :
  • REEL SA
  • ACIS
(71) Applicants :
  • REEL SA (France)
  • ACIS (France)
(74) Agent: MARKS & CLERK
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2011-02-22
(22) Filed Date: 1999-12-01
(41) Open to Public Inspection: 2001-06-01
Examination requested: 2004-04-14
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

English Abstract

This method of managing the operation of a plant for the production of aluminum by igneous electrolysis, of the type having a set (2, 3) of two electrolysis tank rooms, each having a series of tanks, the tank rooms being mutually parallel and symmetrical with respect to a central passageway (4) in which the handling of the liquid-aluminum tapping ladle is carried out, consists in carrying out the various handling operations at each of the tanks, necessary for the operation of the plant, in a closed loop, the members (13, 13', 13", 13'", 14, 14', 14", 14'") needed for the operation being moved over all the tanks of the two tank rooms of continuous cycles. The invention also relates to the plant for implementing this method.


French Abstract


Cette méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium par électrolyse ignée du type comportant un ensemble (2, 3) de
deux halls
d'électrolyse comportant chacun une série de cuves, lesdits halls étant
parallèles et
symétriques l'un de l'autre par rapport à une allée centrale (4) au niveau de
laquelle
s'effectue la manutention des poches de coulée d'aluminium liquide, consiste à
assurer
les différentes opérations de manutention au niveau de chacune des cuves,
nécessaires au
fonctionnement de l'installation, selon une boucle fermée, les organes (13,
13', 13",
13"', 14, 14', 14", 14"') nécessaires audit fonctionnement se translatant au
niveau de
l'ensemble des cuves des deux halls selon des cycles continus.
L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre de cette
méthode.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


12
Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de
propriété ou
de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:
1. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium par électrolyse ignée du type comportant un ensemble de deux halls
d'électrolyse comportant chacun une série de cuves, lesdits halls étant
parallèles et
symétriques l'un de l'autre par rapport à une allée central au niveau de
laquelle s'effectue
la manutention des poches de coulée d'aluminium liquide, dans laquelle elle
consiste à
assurer les différentes opérations de manutention au niveau de chacune des
cuves,
nécessaires au fonctionnement de l'installation, selon une boucle fermée, des
organes
nécessaires audit fonctionnement se translatant au niveau de l'ensemble des
cuves des
deux halls selon des cycles continus.
2. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon la revendication 1, dans laquelle les organes nécessaires
audit
fonctionnement se translatent au niveau du premier hall selon un sens
déterminé jusqu'à
l'extrémité dudit hall, puis sont transférés au niveau de l'extrémité adjacent
du hall
parallèle dit second hall, puis se translatent en sens inverse par rapport au
sens de
translation adopté au niveau dudit premier hall au niveau dudit second hall,
et enfin sont
transférés audit premier hall, pour recommencer ainsi les différents cycles
nécessaires au
fonctionnement de l'installation.
3. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle
les organes
nécessaires audit fonctionnement sont mono-fonction.
4. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon la revendication 3, dans laquelle les organes mono-fonction
fonctionnent en séries ou trains de plusieurs organes.
5. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle
les organes
nécessaires audit fonctionnement sont plurifonctionnels.

13
6. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon la revendication 5, dans laquelle les organes constitués de
machines
de manutention des anodes assurent les fonctions suivantes :
le piquage de la croûte superficielle se formant à la surface supérieure de
chacune
des cuves, c'est à dire la rupture de cette croûte ;
la collecte de tout ou partie des morceaux provenant de la rupture de ladite
croûte ;
l'arrachage proprement dit des anodes usées ; et
la mise en place des anodes neuves.
7. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans laquelle
les organes
assurent les fonctions suivantes :
le relevage des cadres anodiques ;
les opérations de coulée d'alumine dans les cuves et de réception d'aluminium
liquide obtenu ;
les opérations annexes de maintenance et correctives de fonctionnement.
8. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle les
organes
nécessaires audit fonctionnement sont translatés par paires.
9. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle les
organes
sont périodiquement remplies d'alumine fondue à partir d'une trémie centrale,
afin de
permettre de procéder au remplissage des cuves d'électrolyse après leur
vidange en
aluminium liquide.
10. Méthode de gestion du fonctionnement d'une installation de production
d'aluminium selon la revendication 9, dans laquelle le remplissage d'une cuve
en
alumine fondue par l'un des organes s'effectue simultanément avec la vidange
de la cuve
adjacente en aluminium liquide au money de la même machine.

14
11. Installation pour la production d'aluminium par électrolyse ignée
comprenant
deux hall d'électrolyse comportant chacun une série de cuves à électrolyse,
lesdits halls
étant symétriques par rapport à une allée centrale au niveau de laquelle s'
effectue la
manutention d'une poche de coulée d'aluminium fondue, dans laquelle :
chacune desdites séries de cuves est surmontée d'une pluralité de paires
d'organes, respectivement :
de manutention des anodes assurent les fonctions suivantes :
le piquage de la croûte superficielle se formant à la surface
supérieure de chacune des cuves, c'est à dire la rupture de cette croûte ;
la collecte de tout ou partie des morceaux provenant de la rupture
de ladite croûte ;
l'arrachage proprement dit des anodes usées ;
la mise en place des anodes neuves ;
de manutention de la poche de coulée, assurant les fonctions suivantes :
le relevage des cadres anodiques :
les opérations de coulée d'alumine dans les cuves et de réception
d'aluminium liquide obtenu ;
les opérations annexes de maintenance et correctives de
fonctionnement ;
les deux séries de cuves sont surmontées au niveau de leurs deux extrémités
d'un
pont transbordeur susceptible de permettre le transfert des organes d'un hall
au hall
parallèle, selon un cycle en boucle fermée ;
lesdits organes se translatent par paires au dessus des cuves.
12. Installation pour la production d'aluminium par électrolyse ignée selon la
revendication 11, dans laquelle les organes sont en outre munies de trémies
secondaires
destinées à être périodiquement remplies d'alumine fondue à partir d'une
trémie centrale,
et destinées à procéder au remplissage des cuves d'électrolyse après vidange
en
aluminium liquide.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02291497 2010-06-30
1
METHODE DE GESTION DU FONCTIONNEMENT D'UNE INSTALLATION
DE PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ELECTROLYSE IGNEE ET
INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM METTANT EN UVRE
CETTE METHODE
L'invention concerne une méthode de gestion du fonctionnement d'une usine de
production d'aluminium par électrolyse ignée. Elle concerne également
l'installation
mettant en oeuvre ce procédé.
Elle concerne plus particulièrement la gestion des outils nécessaires au
fonctionnement
d'une telle installation, et notamment les outils de levage, de manutention
etc....,
traditionnellement mis en oeuvre dans les installations du type en question.
De manière connue, la production d'aluminium par électrolyse ignée met en
oeuvre une
réaction d'électrolyse d'alumine dans un bain de cryolithe fondue selon la
réaction :
A1203 + 2` + Na3 [AIF6] -4 2A1 + 307 + 3C 4 3CO2 + F
Alumine cryolithe
Cette réaction met en oeuvre un bain en fusion comprenant un mélange de
cryolithe et
d'alumine, dont la température est généralement supérieure à 800 C. Compte-
tenu des
énergies mises en oeuvre et afin de limiter au maximum les pertes inhérentes
aux phases
de redémarrage, les installations de production d'aluminium mettant en oeuvre
cette
technologie, fonctionnent en général en continu au niveau de séries de cuves
d'aluminium, dont le nombre et les dimensions sont fonction d'une part, de
l'ampèrage
disponible du courant continu alimentant les cuves, et' d'autre part, de la
quantité de
production souhaitée.
Par ailleurs, les installations sont fréquemment organisées d'une façon telle,
qu'elles
présentent un ensemble de cuves en série, montées parallèlement l'une à
l'autre, installées
au sein du même bâtiment ou dans des bâtiments distincts, disposés
symétriquement par
rapport à une allée centrale destinée notamment à permettre la manutention des
poches à
bain de cryolithe fondue pour les cuves d'électrolyse, les poutres de relevage
des cadres
anodiques et autres circulations des accessoires de cuves, et plus
particulièrement destinée
à la manutention de poches de réception de l'aluminium fondu obtenu par
électrolyse.

CA 02291497 2010-06-30
2
De telles séries de cuves d'électrolyse peuvent s'étendre sur des distances
relativement
importantes, pouvant typiquement atteindre le kilomètre et, sans que cela
constitue un
standard, un certain nombre d'installations comporte deux séries parallèles
comprenant
288 cuves, chacune des séries étant servies par huit machines complexes
identiques
portant l'ensemble des outils nécessaires au fonctionnement de ladite
installation et
assurent:
= le changement des anodes, incluant :
^ le piquage de la croûte superficielle se formant à la surface supérieure de
chacune
des cuves, c'est à dire la rupture de cette croûte,
^ la collecte de tout ou partie des morceaux provenant de la rupture de ladite
croûte,
^ l'arrachage proprement dit des anodes usées ;
^ la mise en place des anodes neuves ;
= le relevage des cadres anodiques, rendu nécessaire compte-tenu de l'usure
dans le
temps desdites anodes ;
= les opérations de prélèvement de l'excès de bain de cryolithe fondue et de
réception
d'aluminium fondu obtenu ;
= enfin des opérations annexes de maintenance et correctives de
fonctionnement.
Au sein des installations connues à ce jour, et dont le principe de
fonctionnement est
illustré schématiquement en relation avec la figure 1, ces machines (5)
fonctionnent selon
un cheminement alternatif en tiroir entre une cuve n 1 et une cuve n. On
a donc
représenté sur la figure 1 quatre zones successives (11), représentant quatre
cheminements
pour chacune des deux machines (5) illustrées sur cette figure.
Comme indiqué ci-dessus, chacune desdites machines (5) est susceptible
d'effectuer
l'intégralité des tâches correspondant aux fonctions nécessaires au bon
fonctionnement de
l'installation. Plus précisément, une machine (5) effectue, lors d'une
première translation
au dessus d'un lot (11) de cuves auquel elle est affectée une même tâche
déterminée, de
sorte qu'elle répète cette tâche au niveau des (n- 1) cuves consécutives.
Puis, ladite
machine est translatée à la cuve d'origine du lot (11) considéré, afin
d'effectuer une
seconde tâche, différente de la précédente, et, le cycle est ainsi recommencé
pour les
différentes tâches nécessaires au fonctionnement de l'installation.
Ainsi, pour l'installation décrite ci-dessus de 288 cuves, huit machines
effectuent ainsi
des allers et retours, donc fonctionnement en tiroir, pour assurer ces
différentes tâches.

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3
Si d'un point de vue du résultat technique proprement dit, le mode de
fonctionnement de
ce type d'installation donne satisfaction, en revanche, il s'accompagne
d'inconvénients
d'ordre fonctionnel ou structurel rappelés ci-après.
Tout d'abord, les outils de chaque machine ont un taux d'utilisation
insuffisant, entraînant
dès lors une multiplication du besoin en machines.
Par ailleurs, de par leur fonction multitâches, ces machines entraînent
nécessairement un
sur-dimensionnement des éléments qui les constituent, afin de pouvoir faire
face aux
tâches nécessitant des caractéristiques et des performances techniques
élevées.
Ensuite, ce mode de fonctionnement induit une complexité dans l'organisation
technologique des machines, défavorable à l'automatisation des fonctions.
Cette
complexité d'organisation induit également la mise en oeuvre de machines
lourdes et
encombrantes, grevant les coûts de fabrication des machines, mais également
ceux plus
généraux du génie civil lié à la taille des bâtiments et des usines dans
lesquels sont
montées de telles installations.
Enfin, une telle organisation impose un personnel plus nombreux, puisqu'elle
nécessite
une personne dans la cabine de pilotage de la machine et une personne au sol
pour assurer
les opérations manuelles d'assistance, impliquant en outre des problèmes de
sécurité.
En d'autres termes, la mise en oeuvre de machines multifonctionnelles ou
multitâches
limite le nombre de cuves susceptibles d'être traitées par une même machine,
compte-tenu
du procédé de fonctionnement mis en oeuvre, grevant de fait de manière
supplémentaire,
les coûts de fonctionnement de l'installation en question.
Cette augmentation des coûts est donc d'abord inhérente au faible taux
d'utilisation des
fonctions élémentaires trop nombreuses pour une même machine. Elle concerne
donc les
trois éléments principaux concourant à l'ingénierie de ce type d'installation,
à avoir :
= le matériel de manutention ;
= le mode de gestion de l'installation ;
= la conception et l'ingénierie de l'installation.
Le fonctionnement dit à tiroir associé à de telles machines universelles,
mobilise donc
en plus des coûts globaux d'équipement très importants et très lourds, des
coûts
d'exploitation également très élevés.

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4
L'objet de la présente invention vise donc à optimiser les équipements,
partant à
augmenter leur productivité et en corollaire, à diminuer tant les coûts de
fonctionnement
que les coûts de construction des installations du type en question.
Elle concerne donc tout d'abord une méthode de gestion du fonctionnement d'une
installation de production d'aluminium par électrolyse ignée du type
comportant deux
halls d'électrolyse, c'est à dire deux séries de cuves parallèles et
symétriques l'une de
l'autre par rapport à une allée centrale au niveau de laquelle s'effectue
notamment la
manutention d'une poche de coulée de cryolithe fondue et d'une poche de
réception
d'aluminium liquide, et dans laquelle les deux halls d'électrolyse sont
alimentés en série
en électricité.
Cette méthode consiste à assurer les différentes opérations de manutention au
niveau de
chacune des cuves, nécessaires au fonctionnement de l'installation, selon une
boucle
fermée, les organes nécessaires audit fonctionnement se translatant au niveau
de
l'ensemble des cuves des halls d'électrolyse selon des cycles continus et
toujours dans le
même sens.
Selon un mode d réalisation, ainsi, lesdits organes se translatent au niveau
du premier
hall selon un sensdéterminé jusqu'à l'extrémité dudit hall, puis sont
transférés au niveau
de l'extrémité adjacente du hall parallèle, dénommé second hall, puis se
translatent en
sens inverse par rapport au sens de translation adopté au niveau dudit premier
hall au
niveau dudit second hall, et enfin sont transférés audit premier hall, pour
recommencer
ainsi les différents cycles nécessaires au fonctionnement de l'installation.
Ainsi, chacun de ces organes assure un nombre d'opérations plus réduit que
dans le cadre
des installations de l'art antérieur, répétées d'une cuve à l'autre, et en
circulant
constamment dans le même sens jusqu'à l'extrémité des halls, où ils sont
transférés au hall
parallèle par l'intermédiaire d'un pont transfert ou pont transbordeur.
En d'autres termes, l'invention consiste à assurer une cyclisation du
déplacement des
organes nécessaires au fonctionnement de l'installation, ladite installation
fonctionnant en
flux tournant s'agissant desdits organes.
Ce faisant, il devient possible de séparer les fonctions au niveau des organes
et non plus
de mettre en oeuvre une machine multifonctionnelle, dont on a pu montrer le
faible taux
d'utilisation et son corollaire, l'augmentation des coûts d'investissement et
de
fonctionnement et les coûts de génie civil.

CA 02291497 2010-06-30
Ainsi, ce mode d'exploitation permet d'aboutir à une amélioration de la
productivité et de
la rentabilité, diminuant les temps morts et assurant une pleine exploitation
des organes
ou machines, et nécessitant moins de matériels en réserve pour parer aux
éventuelles
indisponibilités des machines en cours de fonctionnement.
5
Par ailleurs, chaque type de machine ou d'organe spécialisé est caractérisé
par des
dimensions, volumes et poids inférieurs à ceux des machines
multifonctionnelles de l'art
antérieur. Il en découle donc des possibilités de réduction des volumes et
dimensions des
bâtiments destinés à abriter ce type d'installation, mais également du
dimensionnement
des éléments de structure, d'où une diminution significative des coûts
d'investissement.
Avantageusement, selon une première caractéristique de l'invention, les
organes sont
mono-fonction. Afin d'optimiser le fonctionnement de l'installation, notamment
lorsque
des séries importantes de cuves sont mises en oeuvre, ces organes mono-
fonction
fonctionnent en séries ou trains de plusieurs organes.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les organes sont
plurifonctionnels et
avantageusement sont répartis en deux machines fondamentales, respectivement
une
machine de manutention des anodes, assurant le piquage de la croûte
superficielle,
l'arrachage des anodes usées, le nettoyage de la cavité de la cuve, la mise en
place des
anodes neuves avec mesure de remise à niveau des anodes, et une machine de
fonction
plus généraliste de manutention de la poche de coulée d'aluminium et de
manutention de
la poutre de relevage des cadres d'anodes au niveau des cuves, assurant en
outre les
travaux annexes. L'installation est donc munie d'une série de paires
constituées chacune
par ces deux types de machine, fonctionnant toujours en cycle fermé.
L'invention concerne enfin l'installation mettant en oeuvre cette méthode.
Un aspect de l'invention concerne une méthode de gestion du fonctionnement
d'une
installation de production d'aluminium par électrolyse ignée du type
comportant un
ensemble de deux halls d'électrolyse comportant chacun une série de cuves,
lesdits halls
étant parallèles et symétriques l'un de l'autre par rapport à une allée
central au niveau de
laquelle s'effectue la manutention des poches de coulée d'aluminium liquide,
dans
laquelle elle consiste à assurer les différentes opérations de manutention au
niveau de
chacune des cuves, nécessaires au fonctionnement de l'installation, selon une
boucle
fermée, des organes nécessaires audit fonctionnement se translatant au niveau
de
l'ensemble des cuves des deux halls selon des cycles continus.

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5a
Un autre aspect de l'invention concerne une installation pour la production
d'aluminium
par électrolyse ignée comprenant deux hall d'électrolyse comportant chacun une
série de
cuves à électrolyse, lesdits halls étant symétriques par rapport à une allée
centrale au
niveau de laquelle s'effectue la manutention d'une poche de coulée d'aluminium
fondue,
dans laquelle :
chacune desdites séries de cuves est surmontée d'une pluralité de paires
d'organes, respectivement :
de manutention des anodes assurent les fonctions suivantes :
le piquage de la croûte superficielle se formant à la surface
supérieure de chacune des cuves, c'est à dire la rupture de cette croûte,
la collecte de tout ou partie des morceaux provenant de la rupture
de ladite croûte,
l'arrachage proprement dit des anodes usées ;
la mise en place des anodes neuves ;
de manutention de la poche de coulée, assurant les fonctions suivantes :
le relevage des cadres anodiques :
les opérations de coulée d'alumine dans les cuves et de réception
d'aluminium liquide obtenu ;
les opérations annexes de maintenance et correctives de
fonctionnement ;
les deux séries de cuves sont surmontées au niveau de leurs deux extrémités
d'un
pont transbordeur susceptible de permettre le transfert des organes d'un hall
au hall
parallèle, selon un cycle en boucle fermée ;
lesdits organes se translatent par paires au dessus des cuves.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en
découlent
ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre
indicatif et non
limitatif à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une représentation schématique, illustrant, comme déjà dit, le
mode de
fonctionnement des installations de l'art antérieur.
La figure 2 est une représentation schématique illustrant le principe de
fonctionnement de
l'installation conforme à l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique en perspective illustrant la
machine de
manutention et de levage des anodes, du type de celle mise en oeuvre dans
l'invention.

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6
La figure 4 est une représentation schématique en perspective illustrant la
machine à
objectifs multiples et à manutention de la poche de coulée, du type de celle
mise en oeuvre
dans l'invention.
La figure r> concerne l'invention proprement dite, et notamment la méthode de
gestion du
fonctionnement d'une installation de production d'aluminium selon la
technologie de
l'électrolyse ignée.
L'installation du type en question est installée au sein d'un bâtiment
représenté par la
référence générale (1) et peut comporter un seul bâtiment ou deux bâtiments
distincts. Elle
intègre deux halls, respectivement (2) et (3), comportant chacun une série de
cuves
d'électrolyse montées parallèlement l'une à l'autre, et symétriquement l'une à
l'autre par
rapport à une allée centrale (4) délimitée par les deux halls. Cette allée
centrale est
utilisée, dé manière connue, comme zone d'implantation. du dispositif
d'alimentation en
alumine desdites cuves, et par ailleurs, pour recevoir l'implantation d'un
système de
captation et de traitement des fumées, notamment des gaz issus de la réaction
d'électrolyse (notamment monoxyde et dioxyde de carbone, oxygène ainsi
qu'émanations
fluorées).
Ces cuves sont sensiblement identiques les unes aux autres et comportent les
éléments
nécessaires à leur fonctionnement. Elles reçoivent notamment le bain
d'électrolyse en
fusion constituée d'alumine et des cryolithe fondues.
Selon un mode de réalisation, les machines assurant le fonctionnement de
l'installation
travaillent en boucle fermée au niveau des deux séries de cuves (2) et (3).
Dans
l'installation décrite, on a représenté cinq couples de deux machines (13, 14)
fonctionnant ainsi en boucle fermée. Plus précisément, quatre de ces couples
'(13, 14),
(13', 14'), (13", 14") et (13"', 14"') sont opérationnels, le dernier
représenté en zone
de maintenance (15) n'étant pas appelé à fonctionner lors du fonctionnement
normal de
l'installation, et n'étant destiné qu'à permettre le remplacement lors d'un
dysfonctionnement ou d'une panne de l'un des couples.
Chacun des couples est constitué de deux machines différentes, respectivement
une
machine de manutention des anodes (13) et une machine assurant les autres
tâches
nécessaires au fonctionnement de l'installation, et notamment la manutention
de la poche
de coulée et le relevage des cadres anodiques.
Ces machines ont été représentées plus en détail au niveau des figures 3 et 4.

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7
La machine (13) va être décrite succinctement, attendu qu'elle a fait l'objet
d'une
demande de brevet antérieure des demandeurs EP 99420037.6.
Il convient néanmoins de rappeler qu'elle est fondamentalement constituée
d'un, pont
roulant (15), destiné à se déplacer au dessus des séries de cuves. Ce pont
roulant comporte
différents chemins de roulement, respectivement (16), (17) et (18), orientés
perpendiculairement par rapport à la direction de translation du pont (15),
chacun des
chemins de roulement précités étant destiné à recevoir un chariot portant des
organes
assurant des fonctions différentes.
Ainsi, le chemin de roulement (16) reçoit un chariot (19) destiné à recevoir
un outil de
levage, à l'extrémité duquel est monté un outil de piquage de la croûte
superficielle
présent au niveau de la surface superficielle de chacune des cuves.
Le chemin de roulement (17) reçoit un chariot (20), recevant également un
engin de
levage pourvu à son extrémité libre d'un outil destiné à assurer l'arrachage
des anodes
usées. Ce chariot (20) est également destiné à assurer la mise en place des
anodes neuves
avec corollairement une mesure de la remise à niveau des anodes.
Enfin, le chemin de roulement (18) reçoit un chariot (21) destiné à recevoir
un engin de
levage portant un outil assurant le nettoyage de la cavité de la cuve.
Ces trois chariots (19), (20) et (21) sont susceptibles de fonctionner de
manière
indépendante l'un de l'autre. On conçoit dès lors que cette machine (13) peut
assurer
plusieurs tâches et que par exemple, au niveau d'une cuve n, elle est
susceptible d'assurer
la fonction de piquage alors qu'au niveau de la cuve (n + 1), elle assure par
exemple la
fonction d'arrachage des anodes usées, et au niveau de la cuve (n + 2), la
fonction de
nettoyage de la cavité de la cuve, la machine (13') l'ayant précédé au niveau
de cette cuve
ayant déjà assuré la fonction précédente de piquage.
La machine (14) est décrite plus en détail en liaison avec la figure 4. Elle
sera décrite
succinctement attendu qu'elle fait l'objet d'une demande de brevet déposée le
même jours
que la présente par l'un des Demandeurs.
Il est simplement rappelé qu'elle est également constituée d'un pont roulant
(22),
susceptible de se déplacer sur le même chemin de roulement que celui recevant
le pont
(15). Ce pont roulant (22) comporte deux chemins de roulement parallèles (23)
et (24),
orientés perpendiculairement par rapport à la direction de translation du pont
(22).

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8
Le chemin de roulement interne (24) est destiné à recevoir un chariot (25),
destiné à
assurer la manutention de la poche de coulée d'alumine ou de bain d'aluminium.
Il
présente typiquement une capacité de levage de l'ordre de 20 à 40 tonnes.
Le chemin de roulement externe (23), est destiné à recevoir deux chariots (26)
et (27),
sensiblement identiques, susceptibles de passer au dessus du chariot (25), et
destinés,
notamment lorsqu'ils fonctionnent simultanément, à assurer le relevage des
cadres
anodiques. En outre, lorsqu'ils fonctionnent de manière élémentaire, ils sont
destinés à
assurer les travaux auxiliaires, comme par exemple la manutention des piqueurs
doseurs,
des dalles inter - cuves lors de la mise en arrêt d'une cuve, ainsi que tous
les accessoires
utiles à cette opération, tout comme ceux utiles au redémarrage d'une cuve.
Qu'il s'agisse de la machine (13) ou de la machine (14), conçues
symétriquement, on
comprend que, de par leur structure et leur architecture, elles peuvent tout
aussi bien
fonctionner au niveau du premier hall d'électrolyse (2) ou au niveau du second
hall
d'électrolyse (3).
En effet, s'agissant de la machine (13), compte tenu d'une part de
l'indépendance du
fonctionnement des différents chariots qu'elles supportent, et d'autre part du
caractère non
concourant des chemins de roulement correspondant, rien ne s'oppose à ce que
cette
machine s'adapte à chacune des deux séries de cuves (2, 3), attendu en outre,
que ladite
machine (13) n'interfère par avec la manutention de la poche de coulée se
translatant au
niveau de l'allée centrale (4).
S'agissant de la machine (14), compte tenu de la possibilité offerte au
chariot de
manutention de la poche de coulée (25) de croiser les chariots de relevage de
cadres
anodiques (26) et (27), en passant sous ces derniers, elle peut parfaitement
interférer avec
la poche de coulée au niveau de l'allée centrale, quelle que soit la série de
cuves au niveau
de laquelle elle se situe.
Ces machines (13, 14....) sont également susceptibles d'assurer l'alimentation
en alumine
des cuves. On a symboliquement représenté, au sein de la figure 5, une vue en
section
transversale d'une installation conforme à l'invention, sur laquelle
apparaissent les deux
halls de cuves. En position centrale, et surplombant lesdits halls afin de ne
pas interférer
avec le système de captation des fumées (35) résultant de la réaction
d'électrolyse, est
ménagée une trémie d'alumine fixe (30), implantée en toiture dans la zone
centrale du
bâtiment, et qui sert de réserve tampon pour l'alimentation des machines
circulant dans
ce hall.

CA 02291497 2010-06-30
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Une canalisation (31) s'étend à partir de ladite trémie (30), de telle sorte à
permettre
l'alimentation des machines en alumine fondue. Pour ce faire, lesdites
machines sont
acheminées au niveau de l'extrémité de ladite trémie, afin de procéder au
rechargement en
alumine. Plus précisément, les machines (14) sont pourvues d'une trémie
secondaire (32)
intégrée dans la poutre du pont supportant l'une des parties des chemins de
roulement (23,
24), susceptible de venir se positionner sous l'extrémité de l'extrémité de la
canalisation
(31). Ces trémies secondaires (32) sont elles-mêmes munies d'un système de
remplissage
des cuves (33) associé à des trémies (34) associées aux cuves elles-mêmes.
Les trémies secondaires (32) ont une capacité de stockage en alumine d'environ
15 à 20
tonnes, fonction de la capacité propre des trémies (34) de chaque cuve, de la
périodicité de
remplissage desdites cuves, et du nombre de cuves à servir entre deux
remplissages des
trémies secondaires (32).
Ainsi, afin de ne pas augmenter la durée d'occupation des machines, il peut
être
avantageux de prévoir que l'opération de remplissage en alumine d'une cuve
s'effectue
pendant la coulée (c'est à dire la collection d'aluminium liquide) qui s'opère
au niveau de
la cuve voisine. La synchronisation de ces deux opérations est tout d'abord
rendue
possible du fait que la durée de remplissage d'une cuve en alumine est
inférieure à la
durée de coulée en aluminium. En outre, le pas entre deux cuves consécutives
d'un même
hall étant constant, la structure du pont roulant constitutif des machines est
réalisée
de façon telle, que lorsqu'une telle machine est positionnée en position de
coulée au
niveau d'une cuve, la bouche de remplissage de la cuve adjacente coïncide avec
le
système d'alimentation (32) en alumine de ladite machine.
Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2, les machines (13) et (14),
respectivement (13'.,
13", 13"') et (14', 14", 14"') sont susceptibles d'être transférées d'un hall
d'électrolyse
à l'autre au moyen de ponts transbordeurs, représentés schématiquement par les
références (10) et (12), et positionnées au niveau des deux extrémités des
deux halls.
Si la mise en oeuvre d'un pont transbordeur (10) est certes connu, sa finalité
était limitée à
ce jour à permettre la réalisation des opérations de maintenance et
d'entretien des
machines de manutention au niveau de la zone de maintenance (15), en assurant
le
transfert des dites machines à ce niveau, ainsi que les opérations de
transfert des cuves
vers la zone de maintenance correspondante.

CA 02291497 2010-06-30
Dans l'installation conforme à la figure 2, le pont transbordeur (10) est
destiné à permettre
le transfert des machines (13, 14 ; 13', 14' ; 13" , 14" ; 13" , 14"')
lorsqu'elles arrivent
en bout de course du hall (2), donc à droite sur la figure 2 au niveau du
second hall (3),
alors que le pont transbordeur (12) est lui destiné à permettre le transfert
desdites
5 machines au niveau dudit premier hall (2), lorsqu'elles arrivent à
l'extrémité gauche sur la
figure 2, afin d'assurer une cyclisation en boucle fermée du cheminement
desdites
machines, selon les flèches F matérialisées au sein de cette figure.
On conçoit dès lors par rapport à l'art antérieur, que l'on spécialise dans
une certaine
10 mesure les machines, de telle sorte à leur conférer un meilleur taux
d'utilisation. En effet,
chacune des machines (13, 13', 13", 13"') va assurer une fonction ou une tâche
différente au fur et à mesure de sa progression le long des séries de cuves.
Il en est de
même s'agissant des machines (14, 14', 14", 14"').
Ce faisant, de par cette spécialisation, il devient inutile de surdimensionner
les éléments
constitutifs de ces machines, aboutissant à une diminution des coûts d'ordre
technique
relatif notamment aux chemins de roulement destinés à supporter ces machines.
Ainsi, le coût de réalisation d'une paire de machines (13, 14) s'avère
inférieur au coût
correspondant à la réalisation d'une machine multifonctions de l'art
antérieur, tout en
remplissant les mêmes fonctions ou des fonctions équivalentes.
Qui plus est, il devient également plus aisé d'automatiser le fonctionnement
de ces
machines du fait que chaque outil doit seulement suivre un déplacement dans
l'espace
combinaison de trois mouvements linéaires pour assurer le service de chaque
cuve.
Comme chaque outil a sa rotation propre, cela simplifie considérablement les
contraintes
de positionnement de la machine sur la cuve.
On aboutit en fait à une rotation continue des machines de fonctionnement (13)
et (14).
On a ainsi remplacé le mouvement alternatif, dit en tiroir des
installations de l'art
antérieur, par un flux continu en boucle fermée desdites machines, chaque
ensemble de
machines, associées dans l'exemple décrit par paire, travaillant de la
première à la
dernière cuve de la boucle ainsi constituée, et ce de manière continue, de par
la mise en
oeuvre de deux ponts transbordeurs.

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Dans un exemple spécifique de réalisation, tel que celui précisé en préambule
de la
présente demande, et comportant 288 cuves réparties selon deux séries de cuves
de 144
cuves, et tenant compte des durées de cycles nécessaires, l'optimisation du
nombre de
machines conduit à définir chaque lot par paire de machines, tel que
représenté sur la
figure 2.
Les huit machines de l'art antérieur sont remplacées par quatre paires
d'engins plus
spécialisés.
Cette nouvelle méthode de gestion et d'organisation en flux tournant supprime
les
nombreux temps morts de changement de fonction desdites machines, ainsi que
les durées
nécessaires au retour des machines lors de leur fonctionnement en tiroir.
Elle favorise en outre la spécialisation du personnel et permet en outre une
automatisation
des fonctions. Il est donc généré une productivité globale nettement
améliorée.
Enfin, elle permet une diminution drastique des coûts de fabrication de telles
installations.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Common Representative Appointed 2019-10-30
Common Representative Appointed 2019-10-30
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Inactive: Reversal of will be deemed expired status 2013-01-23
Letter Sent 2012-12-03
Inactive: Late MF processed 2012-11-27
Grant by Issuance 2011-02-22
Inactive: Cover page published 2011-02-21
Pre-grant 2010-11-25
Inactive: Final fee received 2010-11-25
Notice of Allowance is Issued 2010-10-25
Letter Sent 2010-10-25
Notice of Allowance is Issued 2010-10-25
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Amendment Received - Voluntary Amendment 2010-06-30
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2010-01-13
Letter Sent 2004-05-05
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Request for Examination Received 2004-04-14
Amendment Received - Voluntary Amendment 2004-04-14
All Requirements for Examination Determined Compliant 2004-04-14
Inactive: Office letter 2002-01-23
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Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2001-12-03
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Inactive: Cover page published 2001-06-01
Letter Sent 2000-09-06
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Inactive: IPC assigned 2000-01-21
Inactive: IPC assigned 2000-01-21
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Filing Requirements Determined Compliant 2000-01-06
Application Received - Regular National 2000-01-06

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Description 
Date
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Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative drawing 2001-06-01 1 8
Description 1999-12-01 11 587
Abstract 1999-12-01 1 21
Claims 1999-12-01 3 142
Drawings 1999-12-01 3 100
Cover Page 2001-06-01 1 42
Description 2010-06-30 12 662
Abstract 2010-06-30 1 30
Drawings 2010-06-30 3 153
Claims 2010-06-30 3 139
Representative drawing 2011-01-26 1 16
Cover Page 2011-01-26 1 53
Filing Certificate (French) 2000-01-06 1 164
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2000-09-06 1 120
Reminder of maintenance fee due 2001-08-02 1 112
Acknowledgement of Request for Examination 2004-05-05 1 176
Commissioner's Notice - Application Found Allowable 2010-10-25 1 163
Correspondence 2000-01-06 1 18
Correspondence 2002-01-15 2 56
Correspondence 2010-11-25 1 34
Correspondence 2013-01-23 1 13