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Page 1: Conception d’une barrière automatisée sur le dalot ... · 1 Conception d’une barrière automatisée sur le dalot distributeur du puits de coulée Résumé Le entre de oulée

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Conception d’une barrière automatisée sur le dalot distributeur du puits de coulée

Résumé

Le centre de coulée Rio Tinto Alcan de l’usine Grange Baie utilise un appareil de type « Coulée semi-continue » pour la fabrication de lingots d’aluminium. Avec ce type d’appareil, le métal en fusion est acheminé aux tables de coulée via le dalot distributeur. Aux départs de coulées, la barrière laissant s’écouler le métal en fusion dans le dalot distributeur est actionné manuellement alors que les risques d’explosions sont élevés. Une barrière automatisée pour le dalot distributeur minimise les risques et s’intègre dans la volonté de la direction de rendre les départs de coulées entièrement automatisé.

L’objectif du projet est de faire la conception d’une barrière automatisée qui devra rencontrer les contraintes suivantes :

Ouverture rapide tout en évitant les éclaboussures

S’assurer de rencontrer les contraintes thermiques

Fiabilité

Installer un montage rétractable pour faciliter le nettoyage du dalot

Prévoir le balancement de dalot pour faciliter le transport

Favoriser la légèreté

Des consultations auprès de tous les quarts de travail ainsi qu’auprès des techniciens et des ingénieurs de l’usine ont été effectuées. Ce travail a permis de bien cerner les exigences du problème et de satisfaire les attendes du promoteur.

Afin de bien cerner les contraintes thermiques, la température d’opération du dalot distributeur a été mesurée à l’aide d’un thermocouple de contact. De plus, des calculs pour déterminer la température que rencontrera le système alors que le dalot est en opération on été effectués. Selon la façon de faire des opérateurs, les forces pour installer et pour dégager la barrière ont été mesurées à l’aide d’une cellule de charge. On a aussi calculé les forces qui agissent sur le système. Ces mesures et ces calculs ont permis de concevoir un système allégé. De plus, un facteur de sécurité a été estimé selon une méthode prescrite dans la littérature.

Le système choisit effectue l’ouverture en guillotine en utilisant un vérin pneumatique ultra résistant. Le vérin pneumatique permet une ouverture rapide tout en étant compact. De plus, ce type de vérin offre plus de sécurité dans un environnement ou il y a présence de métal en fusion. Le montage est assemblé en porte-à-faux sur la coquille métallique du dalot distributeur. À la demande du promoteur, un plan de format Solidworks du système a été produit.

Concernant le balancement, il existe déjà un contrepoids dans cette partie du dalot. L’ajout du système proposé viendrait donc aider le balancement dans le sens longitudinal. Le balancement selon l’axe du dalot reste à être vérifié. Cependant, le montage permet aisément d’ajouter un contrepoids. Aussi, en regardant l’ensemble du dalot, on peut facilement voir que l’ajout du système en porte-à-faux aide au balancement dans le sens axial.

En conclusion, un système automatisé de levage d’une barrière a été conçue en s’assurant de rencontrer les charges et les contraintes thermiques avec un coefficient de sécurité suffisant. De plus, les composantes effectuant les mouvements n’ont pas besoin de lubrification. Le système ne nécessite donc pas d’entretien.

René Houde