BR112016001955B1 - Dispositivo de eletrólise e conjunto anódico destinados à produção de alumínio, célula de eletrólise e instalação que comporta esse dispositivo - Google Patents

Abstract

dispositivo de eletrólise e conjunto anódico destinados à produção de alumínio, célula de eletrólise e instalação que comporta esse dispositivo. um dispositivo de eletrólise que compreende uma caixa (3) e um revestimento interno (5), delimitando uma abertura (16) através da qual um bloco anódico (15) suspenso em um suporte anódico (13, 17) formando um conjunto anódico (12) se desloca verticalmente com o auxílio de um receptor anódico sendo disposto fora de um espaço definido pelo topo desse bloco anódico (15), esse receptor anódico comportando uma superfície de contato (27) que coopera com o suporte anódico (13, 17) para estabelecer com este um contato elétrico e um contato mecânico para deslocar verticalmente o conjunto anódico (12). um conjunto anódico (12). uma célula de eletrólise e uma instalação de eletrólise comportando esse conjunto anódico.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se à produção de alumínio poreletrólise ígnea. A invenção se refere mais particularmente a um dispositivo de eletrólise associado a uma cuba de eletrólise, utilizando pelo menos um conjunto anódico deslocado verticalmente em curso de eletrólise, e alimentado eletricamente por condutores anódicos.

Estado da Técnica

[0002] O alumínio metal é produzido industrialmente por eletróliseígnea, a saber por eletrólise da alumina em solução em um banho de criolita fundida, denominado banho de eletrólito, segundo o processo bem conhecido de Hall Héroult. O banho de eletrólito fica contido em cubas, ditas "cubas de eletrólise", cada cuba compreendendo uma caixa em aço que comporta um revestimento interno geralmente fabricado a partir de materiais refratários e/ou isolantes. Uma cuba de eletrólise compreende conjuntos catódicos situados no fundo da cuba, cada conjunto catódico comportando um catodo em material carbonado. Anodos são parcialmente imersos no banho de eletrólito. Os anodos são mais particularmente de tipo anodos pré-cozidos com blocos anódicos carbonados pré-cozidos, isto é, cozidos antes da introdução na cuba de eletrólise. Os blocos anódicos ficam frequentemente suspensos em um suporte anódico para formar com esses blocos o que se convém frequentemente denominar o conjunto anódico. O conjunto anódico é geralmente móvel em relação à caixa e pode se deslocar verticalmente com o auxílio de meios de deslocamento, a fim de compensar o consumo dos blocos anódicos em curso de eletrólise e as variações do nível de alumínio que acumulam sobre o catodo.

[0003] A cuba de eletrólise pode geralmente receber váriosconjuntos anódicos repartidos ao longo de uma direção longitudinal da cuba e de sua caixa, o suporte anódico desses conjuntos anódicos estendendo-se ao longo de uma direção transversal da cuba e de sua caixa. O conjunto formado por uma cuba de eletrólise, seus anodos e o banho de eletrólito é frequentemente denominado uma célula de eletrólise. Uma instalação de eletrólise pode compreender uma série de várias cubas que se estendem ao longo da direção transversal da cuba e de sua caixa.

[0004] Os conjuntos anódicos e os conjuntos catódicos de umacuba de eletrólise são conectados eletricamente por uma rede de condutores elétricos. Condutores catódicos são conectados aos conjuntos catódicos para coletar uma corrente de eletrólise no catodo e para conduzi-lo até saídas catódicas que atravessam o fundo ou os lados da caixa. As saídas catódicas são conectadas, eletricamente, por intermédio de condutores de encaminhamento a condutores anódicos que alimentam eletricamente os conjuntos anódicos da cuba seguinte. Esses condutores de encaminhamento se estendem geralmente segundo uma direção sensivelmente horizontal. Os condutores anódicos são conectados eletricamente aos conjuntos anódicos da cuba seguinte. A corrente de eletrólise é assim encaminhada do catodo de uma cuba de eletrólise até os blocos anódicos da cuba de eletrólise seguinte, por intermédio de condutores catódicos, de condutores de encaminhamento, de condutores anódicos e do suporte anódico dos conjuntos anódicos.

[0005] Os conjuntos anódicos podem ser deslocados verticalmentecom o auxílio dos meios de deslocamento, a fim de compensar o consumo dos blocos anódicos. Os conjuntos anódicos podem também ser deslocados verticalmente, quando das manobras de mudança de anodos por outros meios, tais como instrumentos de manutenção. Quando desses deslocamentos verticais dos conjuntos anódicos, os blocos anódicos são deslocados através de uma abertura delimitada pelo revestimento interno da caixa da cuba de eletrólise. Os deslocamentos verticais dos conjuntos anódicos durante as manobras de mudança de anodo podem ser limitados pela presença de equipamentos da célula de eletrólise dispostos acima dessa abertura.

[0006] Por exemplo, a patente francesa publicada com o número 2694 945 descreve uma superestrutura de cuba que comporta uma viga rígida disposta acima da cuba de eletrólise e estendendo-se segundo a direção longitudinal da caixa dessa cuba, a viga suportando uma armação anódica à qual são conectadas, por um lado, subidas de corrente e, por outro lado, hastes de anodo. A viga rígida da superestrutura suporta também mecanismos de subida-descida dos anodos permitindo deslocar verticalmente a armação anódica e os anodos fixados nesse quadro anódico. Essa disposição da superestrutura, do quadro anódico e das subidas de correntes acima da cuba de eletrólise tem tendência a reduzir o espaço disponível da caixa dessa cuba, e a limitar o deslocamento vertical dos anodos durante as manobras de mudança de anodo.

[0007] A patente americana publicada com o número 3 575 827descreve uma célula de eletrólise com um conjunto anódico, compreendendo uma placa metálica sobremontada por uma passarela solidária a essa placa e um bloco anódico suspenso nessa placa, esse conjunto anódico sendo ajustado na subida ou na descida com o auxílio de macacos fixados sobre a face externa das paredes de uma caixa dessa célula sobre os quais o conjunto anódico se apoia.

[0008] Na célula de eletrólise descrita na patente americana citadaacima, um condutor flexível é utilizado para levar a corrente de eletrólise até um condutor solidário ao conjunto anódico, este condutor sendo fixado sobre o topo da placa metálica na qual fica suspenso o bloco anódico. Segue-se que, durante as manobras de mudança de anodo, a desmontagem do conjunto anódico parece necessitar em um primeiro tempo de desconectar o condutor flexível do conjunto anódico, e em um segundo tempo de dessolidarizar o conjunto anódico dos macacos. Da mesma forma, a montagem do conjunto anódico parece ser feita em duas etapas, solidarizando inicialmente o conjunto anódico aos macacos e conectando em seguida o condutor flexível no conjunto anódico. Além disso, durante as manobras de mudança de anodo, a desconexão do condutor flexível pode deixar a extremidade desse condutor na passagem do bloco anódico ou do conjunto anódico, o que pode acarretar interações mecânicas com esse condutor e levar ao seu desgaste ou a seu dano. Além disso, na ausência do conjunto anódico na célula de eletrólise, durante as operações de manutenção, a extremidade desconectada do condutor flexível corre o risco de entrar em contato com o eletrólito no interior da cuba de eletrólise, o que poderia levar ao dano desse condutor ou a outros problemas ligados ao funcionamento dessa cuba.

Descrição da Invenção

[0009] A presente invenção tem por objeto um dispositivo deeletrólise associado a uma cuba de eletrólise, visando a facilitar as manobras de mudança de anodo e a favorecer a acessibilidade dos instrumentos de manutenção e de intervenção na cuba de eletrólise. A invenção visa também a permitir efetuar as manobras de mudança de anodo, sem parar a produção de alumínio na cuba. A invenção visa também limitar o desgaste e os danos dos condutores anódicos durante as manobras de mudança de anodo.

[0010] A invenção se refere a um dispositivo de eletrólise destinadoà produção de alumínio que compreende uma caixa que comporta um revestimento interno que delimita uma abertura através da qual é destinado a ser deslocado pelo menos um bloco anódico, pelo menos um bloco anódico ficando suspenso em um suporte anódico que forma com pelo menos um bloco anódico um conjunto anódico móvel em relação à caixa, esse dispositivo compreendendo, além disso, meios de deslocamento que comporta pelo menos um receptor anódico destinado a cooperar com esse suporte anódico para deslocar o conjunto anódico, segundo uma direção sensivelmente vertical, esse suporte anódico sendo destinado a ser conectado a condutores anódicos para levar uma corrente de eletrólise até pelo menos um bloco anódico, esse dispositivo de eletrólise sendo caracterizado pelo fato de pelo menos um receptor anódico ser disposto fora de um espaço definido por cima de pelo menos um bloco anódico durante seu deslocamento através da abertura, pelo menos um receptor anódico que comporta uma superfície de contato que coopera com uma superfície de contato anódico correspondente do suporte anódico para estabelecer com esse suporte anódico, um contato elétrico para levar a corrente de eletrólise entre pelo menos um receptor anódico e o conjunto anódico e um contato mecânico para deslocar esse conjunto anódico, segundo a direção sensivelmente vertical.

[0011] De acordo com a invenção, pelo menos um receptor anódicoé disposto fora de um espaço definido pelo topo de pelo menos um bloco anódico durante seu deslocamento através da abertura. Em outros termos, pelo menos um receptor anódico não é disposto na vertical de pelo menos um bloco anódico durante seu deslocamento através da abertura ou ainda pelo menos um receptor anódico é disposto fora de uma projeção vertical do caminho de translação de pelo menos um bloco anódico durante seu deslocamento através da abertura.

[0012] A invenção permite assim facilitar as manobras de mudançade anodo, e de favorecer a acessibilidade dos instrumentos de manutenção e de intervenção na cuba de eletrólise. A invenção permite também limitar o desgaste e os danos dos condutores anódicos durante as manobras de mudança de anodo. A invenção permite, além disso, efetuar as manobras de mudança de anodo, sem parar a produção de alumínio na cuba de eletrólise.

[0013] De preferência, o dispositivo de eletrólise, de acordo com ainvenção, é destinado a receber vários conjuntos anódicos repartidos ao longo de uma direção longitudinal da caixa, o suporte anódico desses conjuntos anódicos estendendo-se ao longo de uma direção transversal dessa caixa, esse dispositivo comportando, além disso, meios de compensação que cooperam com os meios de deslocamento para absorver a dilatação desse suporte anódico ao longo da direção transversal e/ou da direção longitudinal.

[0014] Com efeito, quando da montagem do conjunto anódico nacaixa, o suporte anódico desse conjunto sobe em temperatura, o que acarreta uma dilatação desse suporte que é particularmente importante na direção transversal. Essa dilatação tem por efeito gerar esforços mecânicos sobre o receptor anódico dos meios de deslocamento, o que pode levar ao bloqueio ou ao dano desses meios de deslocamento. Esses esforços mecânicos podem não somente deformar o receptor, mas também o conjunto anódico, e assim gerar defeitos de planeidade e, portanto, de contato elétrico. De forma geral, os meios de compensação permitem tolerar qualquer defeito de planeidade para assegurar um bom contato elétrico, autorizando uma certa faixa de deformação, o que permite liberar os esforços mecânicos ligados à dilatação térmica ou à torção eventual do suporte anódico de quando de sua manutenção.

[0015] Por "meios de compensação que cooperam com os meiosde deslocamento", entende-se que se estabelece entre os meios de compensação e os meios de deslocamento pelo menos uma cooperação funcional, mas não forçosamente uma cooperação física, isto é, que os meios de compensação agem diretamente ou indiretamente sobre os meios de deslocamento. Em outros termos, os meios de compensação podem ter interações diretamente com, ou ser integrados nos meios de deslocamento, notadamente o receptor anódico desses meios de deslocamento. Alternativamente, os meios de compensação podem não ter interações diretamente com os meios de deslocamento, por exemplo, sendo integrados no suporte anódico do conjunto anódico.

[0016] De preferência, a superfície de contato de pelo menos umreceptor anódico é disposta acima de pelo menos um receptor anódico para suportar o conjunto anódico, dessa forma, o contato elétrico entre o receptor anódico e o suporte anódico se acha melhorado.

[0017] De preferência, pelo menos um receptor anódico comportauma parte de acionamento guiada em translação, segundo a direção sensivelmente vertical e uma parte condutora da eletricidade. Dessa forma, é possível otimizar o receptor anódico, desacoplando a função de deslocamento, e eventualmente de suporte, da função condução da eletricidade, pelo menos em uma grande parte do receptor anódico. A parte de acionamento pode ser realizada em aço. A parte de acionamento coopera com meios motores e meios de orientação. A parte condutora pode ser realizada em cobre. Essa configuração permite notadamente limitar a resistência elétrica.

[0018] De preferência, a superfície de contato de pelo menos umreceptor anódico é disposta sobre a parte condutora desse receptor anódico. Assim, o desacoplamento entre a função de deslocamento e a função de condução da eletricidade é realizado na maior parte do receptor anódico, mas não sobre o conjunto desse receptor anódico. Com efeito, é somente no nível da superfície de contato do receptor anódico que a parte condutora permite a ela só assegurar a dupla função de deslocamento e de condução da eletricidade.

[0019] De acordo com um modo de realização da presenteinvenção, a superfície de contato é sensivelmente horizontal, os meios de compensação sendo essencialmente formados por essa superfície de contato e a superfície de contato anódico do suporte anódico cooperando com essa superfície de contato, a dilatação do suporte anódico ao longo da direção transversal sendo absorvida por deslizamento dessa superfície de contato anódico sobre essa superfície de contato na direção transversal e/ou na direção longitudinal dessa superfície do suporte.

[0020] A fim de assegurar um bom contato elétrico entre o receptoranódico e o conjunto anódico, a superfície de contato de pelo menos um receptor anódico e a superfície de contato anódico correspondente do suporte anódico têm geralmente formas complementares.

[0021] De preferência, a superfície de contato de pelo menos umreceptor anódico e a superfície de contato anódico correspondente do suporte anódico são planas e horizontais.

[0022] Alternativamente, a superfície de contato de pelo menos umreceptor anódico e a superfície de contato anódico correspondente do suporte anódico podem ter formas diversas, notadamente para maximizar a extensão dessas superfícies e favorecer assim a condutividade elétrica entre o receptor anódico e o suporte anódico.

[0023] De acordo com um modo de realização, a superfície decontato de pelo menos um receptor anódico pode comportar um conduto ou uma ranhura que atravessa o conjunto dessa superfície de contato e cujo eixo principal se estende paralelamente à direção transversal da caixa. Esse modo de realização permite favorecer o deslizamento da superfície de contato anódico do suporte anódico sobre a superfície de contato correspondente do receptor anódico do suporte anódico sobre a superfície de contato correspondente do receptor anódico correspondente apresenta uma parte saliente oblonga destinada a cooperar com o conduto. De preferência, o conduto e a parte saliente oblonga correspondente apresentam um perfil transversal que tem a forma de um arco de círculo, por exemplo, um semicírculo.

[0024] No caso preferencial de um suporte anódico comportandopelo menos duas superfícies de contato anódicos destinadas a serem suportadas sobre duas superfícies correspondentes de receptores anódicos dispostos sobre cada borda longitudinal da caixa, as direções principais do conduto e da parte saliente oblonga correspondente podem ser orientadas, segundo a direção transversal de caixa para as superfícies de contato sobre uma borda longitudinal da caixa e orientadas segundo a direção longitudinal para as superfícies sobre a outra borda longitudinal da caixa.

[0025] De preferência, o deslizamento da superfície de contatoanódico do suporte sobre superfície de contato é facilitado pela utilização de uma graxa condutora da eletricidade aplicada sobre uma dessas superfícies.

[0026] De acordo com um outro modo de realização da presenteinvenção, os meios de compensação são dispostos em pelo menos um receptor anódico. O suporte anódico pode então ser vantajosamente fixado sobre o receptor anódico, de modo que a superfície de contato anódico do suporte anódico seja em compressão contra a superfície de contato do receptor anódico, sem correr o risco de uma deterioração dos meios de deslocamento.

[0027] De preferência, os meios de compensação são ajustadosentre uma parte superior de pelo menos um receptor anódico sustentando a superfície de contato e a parte de acionamento.

[0028] De acordo com uma variante, os meios de compensaçãocompreendem pelo menos um elemento de ligação entre a parte superior e a parte de acionamento, permitindo absorver a dilatação desse suporte anódico ao longo da direção transversal ou da direção longitudinal, tal como um elemento de ligação de tipo biela.

[0029] De preferência, os meios de deslocamento são equipados depelo menos dois receptores anódicos por conjunto anódico, dispostos de ambos os lados da caixa em relação à direção transversal, um primeiro elemento de ligação de um dos receptores anódicos permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção transversal, e um segundo elemento de ligação do outro receptor anódico que permite absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção longitudinal.

[0030] Segundo uma outra variante, os meios de compensaçãocompreendem pelo menos um elemento de ligação entre a parte superior e a parte de acionamento permitindo absorver a dilatação desse suporte anódico ao longo da direção transversal e da direção longitudinal, tal como um elemento de ligação de tipo rótula.

[0031] De acordo com um modo de realização da presenteinvenção, a parte de acionamento do receptor anódico compreende um mastro de levantamento acionado em translação e um calço conectado a esse mastro de levantamento, por intermédio do elemento de ligação, a parte condutora comportando pelo menos um condutor lateral e uma placa condutora disposta sobre esse calço conectado eletricamente a esse condutor lateral.

[0032] De acordo com um outro modo de realização da presenteinvenção, a parte de acionamento comporta um envolvimento que aciona a parte condutora da eletricidade com uma folga suficiente para permitir a essa parte condutora se deformar no interior desse envolvimento e absorver assim a dilatação do suporte anódico ao longo da direção transversal e/ou da direção longitudinal.

[0033] De preferência, os meios de deslocamento são equipadoscom pelo menos dois receptores anódicos por conjunto anódico, esses receptores anódicos sendo respectivamente dispostos ao longo de cada parede longitudinal da caixa, no exterior dessa caixa.

[0034] De preferência, pelo menos os dois receptores anódicos porconjunto anódico são associados a meios de motorizações separadas.

[0035] De preferência, o dispositivo de eletrólise compreende meiosde orientação dispostos ao longo das paredes longitudinais da caixa, no exterior dessa caixa, esses meios de domingo sendo dispostos em uma estrutura soldada que forma essa caixa.

[0036] De preferência, a abertura delimitada pelo revestimentointerno da caixa e o conjunto anódico é recoberto por uma cobertura amovível.

[0037] De acordo ainda com o outro modo de realização dainvenção, os meios de compensação são dispostos no suporte anódico.

[0038] A invenção se refere também a um conjunto anódicodestinado a ser instalado em um dispositivo de eletrólise para a produção de alumínio, esse conjunto anódico compreendendo um suporte anódico e pelo menos um bloco anódico suspenso nesse suporte anódico, esse suporte anódico sendo destinado a ser conectado a condutores anódicos para levar uma corrente de eletrólise até pelo menos um bloco anódico, pelo menos um bloco anódico sendo destinado a ser deslocado segundo uma direção sensivelmente vertical através de uma abertura delimitada por uma caixa e seu revestimento interno desse dispositivo de eletrólise com o auxílio de pelo menos um receptor anódico de meios de deslocamento desse dispositivo de eletrólise que cooperam com pelo menos um suporte anódico, esse conjunto anódico sendo caracterizado pelo fato de o suporte anódico comportar pelo menos uma superfície de contato anódico que coopera com uma superfície de contato correspondente de pelo menos um receptor anódico para estabelecer com pelo menos um receptor anódico, um contato elétrico para levar a corrente de eletrólise entre pelo menos um receptor anódico e o conjunto anódico, e um contato mecânico para deslocar esse conjunto anódico, segundo a direção sensivelmente vertical, pelo menos uma superfície de contato anódico do suporte anódico sendo disposta fora de um espaço definido pelo topo de pelo menos um bloco anódico.

[0039] De acordo com a invenção, pelo menos uma superfície decontato anódico do suporte anódico está disposta fora de um espaço definido pelo topo de pelo menos um bloco anódico. Em outros termos, pelo menos uma superfície de contato anódico não é disposta na vertical de pelo menos um bloco anódico.

[0040] Conforme descrito acima, de maneira mais completa, essaconfiguração permite notadamente receber os conjuntos anódicos sobre receptores anódicos do dispositivo de eletrólise que são dispostos fora do caminho de translação vertical dos blocos anódicos.

[0041] De preferência, o suporte anódico do conjunto anódico seestende ao longo de uma direção principal correspondente a uma direção transversal da caixa, quando o conjunto anódico é recebido no dispositivo de eletrólise, e esse suporte anódico comporta meios de compensação para absorver a dilatação desse suporte anódico ao longo dessa direção principal e/ou de uma direção secundária desse suporte anódico correspondente a uma direção longitudinal dessa caixa quando o conjunto anódico é instalado nesse dispositivo de eletrólise.

[0042] De forma geral, os meios de compensação permitem corrigirqualquer defeito de planeidade para assegurar um bom contato elétrico e para prevenir a dilatação térmica ou a torção eventual do suporte anódico.

[0043] De preferência, o suporte anódico comporta uma armação,que suporta pelo menos um bloco anódico, e uma parte condutora da eletricidade, pelo menos uma superfície de contato anódico desse suporte anódico sendo disposta nessa parte condutora.

[0044] De acordo com um modo de realização, os meios de compensação do suporte anódico compreendem pelo menos um elemento de ligação, tal como um elemento de ligação de tipo biela ou um elemento de ligação de tipo deslizante, disposto entre pelo menos uma superfície de contato anódico e uma parte principal da armação, para absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção principal ou da direção secundária.

[0045] De preferência, o suporte anódico comporta duas superfíciesde contato anódico dispostas de cada lado desse suporte anódico em relação à direção principal, um primeiro elemento de ligação disposto entre uma das superfícies de contato anódico e a parte principal da armação, permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção principal e um segundo elemento de ligação disposto entre a outra superfície de contato anódico e a parte principal da armação, permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção secundária.

[0046] De preferência, pelo menos um elemento de ligação permiteabsorver a dilatação do suporte anódico ao longo da direção principal e da direção secundária, tal como um elemento de ligação de tipo rótula.

[0047] A invenção se refere também a uma célula de eletrólise, essacélula sendo caracterizada pelo fato de compreender um dispositivo de eletrólise, tal como descrito acima, essa célula de eletrólise compreendendo, além disso, uma cuba de eletrólise formada pela caixa e o revestimento interno desse dispositivo de eletrólise, um banho de eletrólito contido nessa cuba e pelo menos um conjunto anódico que comporta pelo menos um bloco anódico imerso parcialmente nesse banho de eletrólito.

[0048] A invenção será melhor compreendida com o auxílio dadescrição detalhada de modos de realização preferidos desta que são expostos abaixo, de maneira não limitativa, e que são ilustrados com o auxílio das figuras anexadas.

[0049] A figura 1 representa, em corte, duas células de eletrólisevizinhas, de acordo com a invenção, segundo uma seção transversal A- A da figura 2 descrita a seguir.

[0050] A figura 2 representa, em corte, uma das células de eletróliseda figura 1, de acordo com uma seção longitudinal B-B.

[0051] A figura 3 representa uma vista lateral da mesma célula deeletrólise da figura 1, ao longo de um plano definido por uma seção longitudinal C-C.

[0052] A figura 4 representa, em corte, duas células de eletrólisevizinhas, conforme um outro modo de realização da invenção.

[0053] A figura 5 representa, em corte, para uma das células deeletrólise da figura 4, um receptor anódico dos meios de deslocamento que comporta um elemento de ligação de tipo biela e um macaco que coopera com esse receptor anódico.

[0054] A figura 6 representa, em corte, o receptor anódico da figura5, conforme uma seção longitudinal D-D.

[0055] A figura 7 representa, em corte, para uma das células deeletrólise da figura 4, um receptor anódico dos meios de deslocamento que comporta um elemento de ligação de tipo rótula e um macaco que coopera com esse receptor anódico.

[0056] A figura 8 representa, em corte, o receptor anódico da figura7, conforme uma seção longitudinal E-E.

[0057] A figura 9 representa, em corte, duas células de eletrólisevizinhas conforme ainda um outro modo de realização da invenção.

[0058] A figura 10 representa, em corte, um receptor anódico dosmeios de deslocamento do conjunto anódico de uma das células de eletrólise da figura 9 e um macaco que coopera com esse receptor anódico.

[0059] A figura 11 representa, em corte, o receptor anódico da figura10, conforme uma seção longitudinal F-F.

[0060] A figura 12 representa, em corte, o receptor anódico da figura10, conforme uma seção longitudinal G-G.

[0061] A figura 13 representa, em corte, um conjunto anódicoconforme um modo de realização.

[0062] A figura 14 representa, em corte, o suporte anódico da figura13, conforme uma seção longitudinal I-I.

[0063] A figura 15 representa, em corte, uma parte do suporteanódico e meios de compensação da figura 13, conforme uma seção longitudinal K-K.

[0064] A figura 16 representa, em corte, um conjunto anódico,conforme um outro modo de realização.

[0065] A figura 17 representa, em corte, o suporte anódico da figura16, conforme uma seção longitudinal L-L.

[0066] A figura 18 representa, em corte, uma parte do suporteanódico e meios de compensação da figura 16, conforme uma seçãolongitudinal N-N.

[0067] A figura 1 mostra duas cubas de eletrólise 1 vizinhas,destinadas à produção de alumínio por eletrólise, cada uma dessas cubas sendo associada a um dispositivo de eletrólise 1, conforme um primeiro modo de realização da invenção.

[0068] A descrição abaixo é realizada em relação a um referencialcartesiano, representado na figura 1, que é ligado a cada cuba de eletrólise 1, o eixo sendo orientado em uma direção transversal das cubas de eletrólise, o eixo Y sendo orientado em uma direção longitudinal das cubas de eletrólise, e o eixo Z sendo orientado em uma direção vertical das cubas de eletrólise. As orientações, direções, planos e deslocamentos longitudinais, transversais, verticais, são assim definidos em relação a esse referencial.

[0069] Com referência à figura 1 e com marcação cartesianarepresentada nessa mesma figura, a cuba de eletrólise 1 é ajustada perpendicularmente em relação ao comprimento de uma fila de cubas de eletrólise à qual ela pertence. Assim, ela se estende em um comprimento, segundo a direção longitudinal Y, enquanto que a fila de cubas de eletrólise se estende em comprimento, segundo a direção transversal X.

[0070] Cada uma das cubas de eletrólise 1 compreende uma caixa3, que pode ser metálica, por exemplo, em aço, e um revestimento interno 5, tipicamente em materiais refratários. A caixa 3 é geralmente equipada com berços de reforços.

[0071] Cada uma das cubas de eletrólise 1 compreende pelo menosum conjunto catódico disposto no fundo da caixa 3, cada conjunto catódico compreendendo pelo menos um catodo 7, que pode ser formado de vários blocos catódicos em material carbonado, assim como condutores catódicos 9 destinados a coletar a corrente de eletrólise para conduzi-la em direção às saídas catódicas 11 que atravessam a caixa 3.

[0072] Cada uma das cubas de eletrólise 1 compreende tambémconjuntos anódicos 12 que comportam um suporte anódico 13 e pelo menos um bloco anódico 15 ou anodo suportado pelo suporte anódico 13. O suporte anódico 13 compreende uma barra de suporte 17 que pode se estender, de forma sensivelmente horizontal entre duas bordas longitudinais opostas da cuba de eletrólise e bastões 19. O bloco anódico 15 é encaixado no suporte anódico 13 por meio dos bastões 19 chumbados com o auxílio da fundição em orifícios previstos para isso no bloco anódico 15. O bloco anódico 15 pode ser em material carbonado. O bloco anódico 15 é frequentemente de tipo pré-cozido. Em funcionamento, o bloco anódico 15 é imerso em um banho eletrolítico 21 contido em uma cuba de eletrólise 1 para aí ser consumido. Os conjuntos anódicos 12 são destinados a serem retirados e substituídos periodicamente, quando os blocos anódicos 15 são, em grande parte, consumidos. Devido ao consumo dos blocos anódicos 15, cada uma das cubas de eletrólise 1 compreende meios de deslocamento 23 para transladar verticalmente para baixo os conjuntos anódicos 12. Dessa forma, os blocos anódicos 15 são descidos, à medida que ocorre seu consumo, através de uma abertura 16 delimitada pela caixa 3 e por seu revestimento interno 5.

[0073] Os meios de deslocamento 23 comportam, para cada cubade eletrólise 1, pelo menos dois receptores anódicos 25 destinados a cooperar com o suporte anódico 13, 17 para acionar o conjunto anódico 12. Os receptores anódicos 25 podem ser acionados por macacos 39. Mais precisamente, cada receptor anódico 25 comporta uma superfície de contato 27 que coopera com uma superfície de contato anódico 29 do suporte anódico 13, 17 para estabelecer com esse suporte anódico um contato mecânico, que permite acionar verticalmente conjunto anódico 12. No caso, a superfície de contato 27 dos receptores anódicos 25 é disposta acima desses receptores anódicos, de modo que o conjunto anódico, é suportado sobre esses receptores anódicos. Por conseguinte não é necessário ter meios de fixação para fixar o suporte anódico 13, 17 sobre os receptores anódicos 25. Conforme é explicado no que se segue, a ausência de meios de fixação permite compensar as dilatações transversais ou longitudinais do suporte anódico 13, 17.

[0074] Do ponto de vista elétrico, os conjuntos anódicos e osconjuntos catódicos de cada cuba de eletrólise são alimentados eletricamente por uma rede de condutores elétricos. As saídas catódicas 11 das cubas de eletrólise 1 são ligadas a condutores de encaminhamento 31 para levar a corrente de eletrólise coletada pelos condutores catódicos 9 até condutores anódicos que alimentam eletricamente os blocos anódicos 15 da cuba de eletrólise seguinte. Esses condutores de encaminhamento 31 se estendem geralmente conforme uma direção sensivelmente horizontal. Os condutores anódicos são, quanto a eles, conectados eletricamente entre os condutores de encaminhamentos 31 e os conjuntos anódicos 12. Os condutores anódicos são destinados a levar a corrente de eletrólise em direção aos conjuntos anódicos 12 e comportam condutores elétricos flexíveis 33 para se adaptar por sua flexibilidade, no deslocamento em translação vertical dos conjuntos anódicos 12 e permitir assim manter a concepção elétrica durante o deslocamento dos conjuntos anódicos 12. Os condutores elétricos flexíveis 33 podem ser formados por uma superposição de folhas flexíveis eletricamente condutoras. Os condutores catódicos 9, as saídas catódicas 11 e os condutores de encaminhamento 31 podem ser formados por barras metálicas, por exemplo, em alumínio, em cobre ou em aço.

[0075] De acordo com um aspecto da invenção, a superfície decontato 27 de cada receptor anódico 25 permite estabelecer com o suporte anódico 13, 17 não somente um contato mecânico paradeslocar verticalmente o conjunto anódico 12, mas também um contato elétrico para conduzir a corrente de eletrólise entre cada receptor anódico e esse suporte anódico.

[0076] Para fazer isto, cada receptor anódico 25 comporta umaparte de acionamento 35 que é orientada em translação vertical e uma parte condutora da eletricidade. A parte de acionamento 35, que é frequentemente em aço, é acionada pelos macacos 39 e orientada em translação vertical por meios de orientação 51 que podem ser formados contra a caixa e pela parte superior da caixa e, se for o caso, por uma parte de uma superestrutura da cuba. A parte condutora pode, quanto a ela, ser formada por condutores elétricos rígidos, não deformáveis, por exemplo, formados por uma barra metálica, notadamente em aço, em alumínio ou em compósito aço / cobre. A parte condutora faz parte dos condutores anódicos descritos acima, e permite assim levar a corrente de eletrólise em direção a um conjunto anódico 12. Mais precisamente, a parte condutora é conectada eletricamente entre, por um lado, os condutores elétricos flexíveis 33 e, por outro lado, a superfície de contato anódico 29 do suporte anódico 13, 17. Na figura 1, somente a extremidade superior da parte condutora 37 foi representada, isto é, a parte do receptor anódico 25 que sustenta a superfície de contato 27. O transporte da corrente de eletrólise no suporte anódico 13, 17, entre a superfície de contato anódico 29 desse suporte os blocos anódicos 15, se faz com o auxílio de condutores elétricos 40, representados em preto, integrados nesse suporte anódicos o transporte da corrente de eletrólise no suporte anódico 13, 17 se faz também com o auxílio dos bastões 19. As superfícies de contato 27 dos receptores anódicos 25 sendo dispostas de forma a suportar o conjunto anódico 12, o peso desse conjunto anódico permite assim reforçar o contato elétrico entre o receptor anódico e o suporte anódico. Segue-se que a condução da corrente de eletrólise é melhorada.

[0077] De acordo com um outro aspecto da invenção, os receptoresanódicos 25 meios de deslocamento 23 são dispostos fora de um espaço definido por cima dos blocos anódicos 15 durante o seu deslocamento através da abertura 16. Com efeito, quando dos deslocamentos verticais do conjunto anódico 12, quer seja por intermédio dos meios de deslocamento 23 a fim de compensar o consumo dos blocos anódicos 15, quer seja com o auxílio de instrumentos de manutenção das operações de mudança no anodo, os receptores anódicos 25 que se acham no caminho de translação vertical dos blocos anódicos 15. Da mesma forma, os condutores anódicos são também dispostos fora do espaço definido por cima dos blocos anódicos 15 durante seu deslocamento através da abertura 16. Com efeito, a extremidade dos condutores anódicos que estão em contato com o suporte anódico 13, 17, está compreendida na parte condutora 37 dos receptores anódicos 25, esta estando ela própria fora do espaço definido pelo topo dos blocos anódicos 15. Segue-se que as manobras de mudança de anodo se acham facilitadas. Essa configuração permite também não travar a acessibilidade dos instrumentos de intervenção de intervenção na cuba de eletrólise. Com exceção de uma cobertura amovível descrita a seguir, nenhum equipamento é disposto acima da abertura 16 que poderia travar a acessibilidade em cada cuba de eletrólise 1.

[0078] De acordo com um outro aspecto preferencial da invenção,meios de compensação que cooperam pelo menos funcionalmente, com os meios de deslocamento são frequentemente necessários para absorver a dilatação do suporte anódico 13, 17.

[0079] No modo de realização representado na figura 1, a superfíciede contato 27 do receptor anódico 25 é plana e horizontal, o que permite absorver qualquer dilatação do suporte anódico 13, 17 por deslizamento da superfície de contato anódico 29 desse suporte anódico sobre essa superfície de contato do receptor anódico. Segue-se que, nesse modo de realização, os meios de compensação são essencialmente formados pela superfície de contato 27 do receptor anódico 25 e a superfície de contato anódico 29 do suporte anódico 13, 17. Esse deslizamento da superfície de contato anódico 29 do suporte anódico 13, 17 sobre a superfície de contato 27 pode ser facilitado pela utilização de uma graxa condutora de eletricidade aplicada sobre em uma dessas superfícies.

[0080] Cada uma das cubas de eletrólise 1 compreende umcompartimento de confinamento 41 destinado ao confinamento dos gases gerados no decorrer da reação de eletrólise. Esse compartimento de confinamento delimita um volume fechado acima da abertura 16 através da qual o conjunto anódico 12 é deslocado verticalmente. Notar- se-á que os conjuntos anódicos 12 são integralmente contidos no compartimento de confinamento 41. Esse compartimento de confinamento é formado, pelo menos em parte, pela caixa 3 e por uma cobertura amovível 43. O compartimento de confinamento 41 pode comportar uma superestrutura que recebe a cobertura amovível 43 e disposta acima da caixa 3. No modo de realização representado, a cobertura amovível 43 se apoia sobre uma parte fixa 45 de uma superestrutura ou de um prolongamento da caixa 3. A cobertura amovível 43 permite extrair e introduzir conjuntos anódicos 12, pelo topo, em cada cuba de eletrólise 1, com o auxílio de instrumentos de manutenção. Ela permite também facilitar qualquer intervenção na cuba de eletrólise 1.

[0081] Os receptores anódicos 25 dos meios de deslocamento 23estão, em parte, no compartimento de confinamento 41. Uma parte superior dos receptores anódicos 25 sustentando a superfície de contato 27 é disposta no interior do compartimento de confinamento 41. Uma parte inferior desses mesmos receptores anódicos 25, fixada em cada macaco 39 e conectada eletricamente nos condutores flexíveis 33, é disposta no exterior do compartimento de confinamento 41. Os condutores elétricos flexíveis 33 e os macacos 39 são dispostos no interior do compartimento de confinamento 41. A parte superior dos receptores anódicos 25 que sustentam as superfícies de contato 27 se estende no interior do compartimento de confinamento 41, de modo que a conexão elétrica com o suporte anódico 13, 17 é realizada no interior do compartimento de confinamento 41. Assim, o conjunto anódico 12 está isento de qualquer interação com a caixa 3, a cobertura amovível 43, e, se for o caso, a superestrutura que formam o compartimento de confinamento 41. Dessa forma, o compartimento de confinamento 41 não corre o risco de ser afetado, seja pela substituição do conjunto anódico, seja pelo deslocamento do conjunto anódico para baixo à medida que ocorre o consumo dos blocos anódicos 15.

[0082] Juntas de estanqueidade dinâmicas são dispostas em tornodos receptores anódicos 25 no nível da travessia do compartimento de confinamento 41 pelo receptor anódico, a fim de impedir que os gases gerados no decorrer da reação de eletrólise saiam do compartimento de confinamento 41. Para melhorar a estanqueidade do compartimento de confinamento 41, mais particularmente no nível da junção entre a cobertura amovível 43 e a parte fixa 45, pode ser previsto que cada cuba de eletrólise 1 compreenda juntas de estanqueidade 47 intercaladas entre a cobertura amovível 43 e a parte fixa 45 sobre a qual essa cobertura amovível 43 se apoia.

[0083] As figuras 2 e 3 permitem ver que a cobertura amovível 23pode compreender uma pluralidade de tampas 53 adjacentes sensivelmente longitudinais e paralelas entre si, estendendo-se segundo uma direção X sensivelmente transversal, entre duas bordas longitudinais opostas de cada cuba de eletrólise 1. No modo de realização, representado nas figuras 4, 5, 6, 7 e 8, os meios de compensação são dispostos nos receptores anódicos 125, 126 dos meios de deslocamento 123 associados a cada cuba de eletrólise 101, isto é, mais precisamente entre a parte superior dos receptores anódicos 125, 126 que sustentam as superfícies de contato 127, 128 e a parte de acionamento 135, 136 desses mesmos receptores anódicos orientada em translação vertical. Os meios de compensação compreendem elementos de ligação 161 dispostos nos receptores anódicos 125 dispostos à esquerda de cada cuba de eletrólise e elementos de ligação 171 de um outro tipo, dispostos nos receptores anódicos 126 dispostos à direita de cada cuba de eletrólise 101. Os elementos de ligação 161 são de tipo biela, enquanto que os elementos de ligação 171 são de tipo rótula. Os elementos de ligação 161, 171 dos meios de compensação são dispostos entre a parte superior e a parte de acionamento 135, 136 dos receptores anódicos 125, 126.

[0084] Contrariamente ao modo de realização representado nafigura 1, o suporte anódico 13, 17 dos conjuntos anódicos 12 representados na figura 4 é fixado sobre os receptores anódicos 125, 126, com o auxílio de meios de fixação, compreendendo duas filetagens complementares, cuja cooperação permite a fixação do suporte anódico 13, 17 por simples parafusação com o auxílio dos parafusos 181. Os meios de fixação poderiam compreender qualquer tipo de conector, por exemplo, com parafuso, realizando um folheado e uma compressão do suporte anódico 13, 17 contra os receptores anódicos 125, 126.

[0085] Com referência às figuras 5 e 6, que representam, demaneira mais detalhada os receptores anódicos 125, dispostos à esquerda de cada cuba de eletrólise 101, a parte de acionamento 135 compreende um mastro de levantamento 163 acionado em translação vertical pelo macaco 39. A parte de acionamento compreende também um calço 165 em aço conectado ao mastro de levantamento 163 por intermédio do elemento de ligação 161 de tipo biela. A parte condutora 137 comporta dois condutores laterais 167 rígidos que são conectados em sua parte inferior aos condutores flexíveis 33 representados na figura 4. A parte condutora 137 comporta, além disso, um calço condutor 169 em cobre disposto sobre o calço 165 e conectado eletricamente aos dois condutores laterais 167. Os condutores laterais 167 são fixados mecanicamente no calço 165 em aço e soldados no calço condutor 169.

[0086] Com referência às figuras 7 e 8, que representam, demaneira mais detalhada, os receptores anódicos 126 dispostos à direita de cada cuba de eletrólise 101, a configuração dos receptores anódicos 126 é similar aos receptores anódicos 125, salvo que o elemento de ligação 171 é de tipo rótula. A parte de acionamento 136 compreende um mastro de levantamento 173 acionado em translação vertical pelo macaco 39. A parte de acionamento compreende também um calço 175 em aço conectado ao mastro de levantamento 173 por intermédio do elemento de ligação 171 de tipo rótula. A parte condutora 138 comporta dois condutores laterais 177 rígidos que são conectados em sua parte inferior aos condutores flexíveis 33 representados na figura 4. A parte condutora 138 comporta, além disso, uma placa condutora 179 em cobre que é disposta sobre o calço 175 e que é conectada eletricamente aos dois condutores laterais 177. Os condutores laterais 177 são fixados mecanicamente no calço 175 em aço e soldados no calço condutor 179.

[0087] Os elementos de ligação de tipo biela 161 e de tipo rótula171 permitem assim absorver qualquer dilatação dos suportes anódicos 13, 17. O elemento de ligação 161 de tipo biela é montado com seus eixos de rotação orientados, segundo a direção longitudinal Y, o que permite absorver qualquer dilatação do suporte anódico 13, 17 ao longo da direção transversal. Se os eixos de rotação do elemento de ligação de tipo biela tinham sido orientados segundo a direção transversal X, a compensação seria aplicada para absorver qualquer dilatação do suporte anódico ao longo da direção longitudinal. O elemento de ligação 171 de tipo rótula permite absorver qualquer dilatação do suporte anódico 13, 17 ao longo da direção transversal e da direção longitudinal.

[0088] De acordo com um modo de realização não representado, osmeios de deslocamento são equipados com pelo menos dois receptores anódicos, dispostos de ambos os lados da caixa em relação à direção transversal, um primeiro elemento de ligação de tipo biela sendo montado sobre um dos receptores anódicos, de forma a absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção transversal, e um segundo elemento de ligação de tipo biela sendo montado sobre o outro receptor anódico de forma a absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção longitudinal.

[0089] Para cada conjunto anódico, é também possível considerarter pelo menos um elemento de ligação disposto sobre pelo menos um receptor anódico disposto sobre um único lado da caixa da cuba de eletrólise.

[0090] Em um modo de realização representado nas figuras 9, 10, 11 e 12, os meios de compensação são, conforme no modo de realização da figura 4 dispostos nos receptores anódicos dos meios de deslocamento associados a cada cuba de eletrólise 201.

[0091] Contrariamente ao modo de realização representado nafigura 1, o suporte anódico 13, 17 dos conjuntos anódicos 12representados na figura 9 é fixado sobre os receptores anódicos 225 com o auxílio de meios de fixação que compreendem duas filetagens complementares cuja cooperação permite a fixação do suporte anódico 13, 17 por simples parafusação com o auxílio dos parafusos 281.

[0092] Com referência às figuras 10, 11 e 12, que representam, demaneira mais detalhada, os receptores anódicos 225, a parte de acionamento 235 do receptor anódico 225 comporta uma colocação de aros 283 ou cárter que envolve a parte condutora desse mesmo receptor anódico. A colocação de aros 283 é em aço rígido e constitui o essencial da parte de acionamento 235 do receptor anódico 225. A colocação de aros é acionada em translação vertical por intermédio do macaco 39. Conforme visível nas figuras 11 e 12, uma folga é deixada entre a parte condutora 237 e a colocação de aros 283, a fim de que a parte condutora possa ser mexida para retomar a dilatação térmica ou qualquer outro defeito de planeidade do suporte anódico 13, 17. Um pivô deslizante 285 é disposto na parte inferior do receptor anódico 225 para sustentar a parte condutora 237. O pivô deslizante 285 poderia também ser disposto perpendicularmente em relação àquele apresentado nas figuras 10 e 11, por exemplo, sobre o receptor anódico 225 que suporta o mesmo conjunto anódico e disposto do outro lado da caixa.

[0093] Os meios de compensação podem também ser dispostos nosuporte anódico do conjunto anódico. Conjuntos anódicos 301, 401 que integram esses suportes anódicos foram representados, a título de exemplo, nas figuras 13 a 18.

[0094] Com referência às figuras 13 e 16, o suporte anódico 303, 403 dos conjuntos anódicos 301, 401 se estende ao longo de uma direção principal correspondente à direção transversal X, quando o conjunto anódico é instalado no dispositivo de eletrólise. Uma marcação cartesiana foi representada nas figuras 13 e 16, a título indicativo, para mostrar o posicionamento desses conjuntos anódicos em relação às cubas de eletrólise. A dilatação dos suportes anódicos 303, 403 é feita essencialmente ao longo da direção principal. A dilatação é feita, em menor medida, ao longo de uma direção secundária dos suportes anódicos 303, 403, correspondente à direção longitudinal Y quando o conjunto anódico é instalado no dispositivo de eletrólise.

[0095] Os suportes anódicos 303, 403 dos conjuntos anódicos 301,401 comportam armações 305, 405 que suportam vários blocosanódicos 307, 407, por intermédio de bastões 309, 409. Os suportes anódicos 303, 403 comportam também uma parte condutora 311, 411 formada por condutores elétricos flexíveis. Cada um dos suportes anódicos 303, 403 comporta suas superfícies de contato anódico que têm a forma de calços 313, 413 destinadas a cooperar com superfícies de contato correspondentes dos receptores anódicos para estabelecer um contato elétrico e um contato mecânico. As superfícies de contato anódico 313, 413 são dispostas fora de um espaço definido pelo topo dos blocos anódicos 307, 407, o que permite suportar esses conjuntos anódicos sobre receptores anódicos de um dispositivo de eletrólise que são dispostos fora do caminho de translação vertical dos blocos anódicos. As superfícies de contato anódico 313, 413 são dispostas nas partes condutoras 311, 411 e são sensivelmente constituídas por calços em cobre dessas partes condutoras. Assim, o contato elétrico entre os receptores anódicos e os suportes anódicos se acha melhorado.

[0096] Conforme visível nas figuras 14 e 17, as armações 305, 405comportam vigas, cujo perfil apresenta uma forma e um dimensionamento que permite reduzir a flexão dessas vigas sob o peso dos blocos anódicos. As partes condutoras 311, 411 podem ser formadas por placas ou lâminas em cobre que não são ligadas mecanicamente, de forma contínua com as armações 305, 405 do suporte anódico. Conforme visível nas figuras 13 e 16, as partes condutoras 311, 411 são mais particularmente ligadas às armações 305, 405 unicamente ao nível das superfícies de contato anódico 313, 413 e bastões 309, 409. As partes condutoras 311, 411 contato anódico 313, 413 e bastões 309, 409. As partes condutoras 311, 411 podem se deformar ligeiramente sobre as seções não ligadas às armações 305, 405, de modo a absorver qualquer dilatação térmica do suporte anódico 303, 403.

[0097] Com referência às figuras 13, 14 e 15, os meios decompensação do suporte anódico 301 compreendem um elemento de ligação de tipo biela 321 disposto entre a superfície de contato anódico 313 com reta do conjunto anódico 301 e uma parte principal da armação 305. Os meios de compensação do suporte anódico 303 compreendem um outro elemento de ligação de tipo rótula 322 disposto entre a superfície de contato anódico 313 à esquerda do conjunto anódico e uma parte principal da armação 305. Mais precisamente, os elementos de ligação 321, 322 são dispostos entre a viga da armação 305 e dos calços em aço 325 que suportam os calços em cobre, formando as superfícies de contato anódico 313.

[0098] O elemento de ligação 321 de tipo biela é montado com seuseixos de rotação orientados, segundo a direção secundária Y, o que permite absorver qualquer dilatação do suporte anódico 303 ao longo da direção principal X. O elemento de ligação de tipo biela pode ser denominado uma biela de recuperação da dilatação térmica longitudinal do pó que constitui o suporte anódico. Se os eixos de rotação do elemento de ligação de tipo biela tiverem sido orientados, conforme a direção principal X, a compensação seria aplicada para absorver qualquer dilatação do suporte anódico ao longo da direção secundária Y. O elemento de ligação 322 de tipo rótula permite absorver qualquer dilatação do suporte anódico ao longo da direção secundária Y. Oelemento de ligação 322 de tipo rótula permite absorver qualquerdilatação do suporte anódico ao longo da direção transversal e dadireção longitudinal. O elemento de ligação de tipo rótula pode ser denominado uma rótula de recuperação dos defeitos de torção da viga que constituí o suporte anódico.

[0099] Com referência às figuras 16, 17 e 18, os meios decompensação do suporte anódico 301 compreendem dois elementos de ligação de tipo deslizante 421 ou de tipo corrediça, cada um desses elementos de ligação sendo disposto entre uma ou outra das superfícies de contato anódico 413 do conjunto anódico e uma parte principal da armação 405. Mas precisamente, os elementos de ligação 421 são dispostos entre a viga da armação 405 e calços em aço 425 que suporta os calços em cobre, que formam as superfícies de contato anódico 413. Os elementos de ligação 421 de tipo deslizante são formados de um lado pela viga da armação e 405, cujo perfil forma uma corrediça e do outro lado por corrediças montadas deslizantes na corrediça, cada uma dessas corrediças que sustenta o calço em cobre de cada superfície de contato anódico 413. O elemento de ligação 421 permite assim absorver qualquer dilatação do suporte anódico 403 ao longo da direção principal X. Por outro lado, os elementos de ligação de tipo deslizante 421 podem, além disso, permitir uma ligeira rotação ou pivô dos calços 425 em torno de um eixo paralelo à direção principal X, de parte a forma sensivelmente cilíndrica das corrediças. O elemento de ligação 421 permite assim absorver qualquer dilatação do suporte anódico 403, ao longo da direção secundária Y.

[0100] De acordo com um modo de realização não representado, osmeios de compensação do conjunto anódico poderiam comportar um só elemento de ligação de um lado ou do outro do suporte anódico. Os meios de ligação poderiam também comportar um elemento de ligação de tipo rótula ou pivô sobre um dos lados do suporte anódico e um elemento de ligação de tipo deslizante sobre o outro lado desse suporte anódico.

[0101] Uma vantagem da presente invenção é de facilitar o acessodos instrumentos de manutenção e de intervenção na caixa, notadamente para as manobras de mudança de anodo, propondo uma configuração na qual o espaço acima da abertura delimitada pelo revestimento interno da caixa é liberado.

[0102] Uma outra vantagem da presente invenção é de facilitar amontagem e a desmontagem do conjunto anódico.

[0103] Ainda uma outra vantagem da presente invenção é de limitaras interações mecânicas com os condutores anódicos durante as operações de mudança de anodo, o que permite reduzir seu desgaste e evitar seu dano.

[0104] Ainda uma vantagem da presente invenção é de permitirefetuar as manobras de mudança de anodo sem parar a produção de alumínio na cuba.

[0105] Uma vantagem de um modo preferido da presente invençãoé de permitir absorver qualquer dilatação do suporte anódico, notadamente quando das operações de mudança de anodo, e isto sem afetar o funcionamento dos meios de deslocamento do conjunto anódico.

Claims (26)

1. Dispositivo de eletrólise destinado à produção de alumínio que compreende uma caixa (3) que comporta um revestimento interno (5) que delimita uma abertura (16) através da qual é destinado a ser deslocado pelo menos um bloco anódico (15), pelo menos um bloco anódico ficando suspenso em um suporte anódico (13, 17) que forma com pelo menos um bloco anódico um conjunto anódico (12) móvel em relação à caixa, esse dispositivo compreendendo, além disso, meios de deslocamento (23) que comporta pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) destinado a cooperar com esse suporte anódico para deslocar o conjunto anódico (12), segundo uma direção sensivelmente vertical (Z), esse suporte anódico (13, 17) sendo destinado a serconectado a condutores anódicos para levar uma corrente de eletrólise até pelo menos um bloco anódico (15), caracterizado pelo fato de pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) ser disposto fora de um espaço definido por cima de pelo menos um bloco anódico (15) durante seu deslocamento através da abertura (16), pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) que comporta uma superfície de contato (27; 127, 128) estando apta a cooperar com uma superfície de contato anódico (29) correspondente do suporte anódico (13, 17) paraestabelecer com esse suporte anódico, um contato elétrico para levar a corrente de eletrólise entre pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) e o conjunto anódico (12) e um contato mecânico para deslocar esse conjunto anódico (12), segundo a direção sensivelmente vertical.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser destinado a receber vários conjuntos anódicos (12) repartidos ao longo de uma direção longitudinal (Y) da caixa (3), o suporte anódico (13, 17) desses conjuntos anódicos (12) estendendo-se ao longo de uma direção transversal (X) dessa caixa, esse dispositivo comportando, além disso, meios de compensação (27, 29; 161, 171) que cooperam com os meios de deslocamento (23) para absorver a dilatação desse suporte anódico (13, 17) ao longo da direção transversal (X) e/ou da direção longitudinal (Y).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a superfície de contato (27; 127, 128) de pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) ser disposta acima de pelo menos um receptor anódico para suportar o conjunto anódico (12).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) comportar uma parte de acionamento (35; 135, 136; 235) orientada em translação, segundo a direção sensivelmente vertical (Z) e uma parte condutora da eletricidade (37; 137, 138; 237).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a superfície de contato (27; 127, 128) de pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) ser disposta sobre a parte condutora de pelo menos um receptor anódico (37; 137, 138; 237).

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a superfície de contato (27) ser sensivelmente horizontal, os meios de compensação compreendendo essa superfície de contato (27) e a superfície de contato anódico (29) do suporte anódico (13, 17) cooperando com essa superfície de contato (27), a dilatação do suporte anódico (13, 17) ao longo da direção transversal (X) sendo absorvida por deslizamento dessa superfície de contato anódico (29) sobre essa superfície de contato (27) na direção transversal (X) e/ou na direção longitudinal (Y) dessa superfície do suporte.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os meios de compensação compreendem uma graxa condutora o deslizamento da superfície de contato anódico do suporte anódico (13, 17) sobre a superfície de contato (27) ser facilitado pela utilização da dita graxa condutora da eletricidade aplicada sobre uma dessas superfícies.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de os meios de compensação (161, 171) serem ajustados em pelo menos um receptor anódico (125, 126; 225).

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de os meios de compensação (161, 171) serem ajustados entre uma parte superior de pelo menos um receptor anódico (125, 126; 225) tendo a superfície de contato (127, 128) e a parte de acionamento (135, 136).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de os meios de compensação compreenderem pelo menos um elemento de ligação (161) entre a parte superior e a parte de acionamento (135, 136), permitindo absorver a dilatação desse suporte anódico (13, 17), ao longo da direção transversal (X) ou da direção longitudinal (Y), tal como um elemento de ligação de tipo biela.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de os meios de deslocamento (23) serem equipados com pelo menos dois receptores anódicos (125, 126) por conjunto anódico (12), dispostos de ambos os lados da caixa (3) em relação à direção transversal (X), um primeiro elemento de ligação (161) de um dos receptores anódicos (125), permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico (13, 17) ao longo da direção transversal (X), e um segundo elemento de ligação (171) do outro receptor anódico (126) que permite absorver qualquer dilatação desse suporte anódico (13, 17) ao longo da direção longitudinal (Y).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de os meios de compensação compreenderem pelo menos um elemento de ligação (171) entre a parte superior e a parte de acionamento (135, 136) permitindo absorver a dilatação desse suporte anódico (13, 17) ao longo da direção transversal (X) e da direção longitudinal (Y), tal como um elemento de ligação de tipo rótula.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de a parte de acionamento (135, 136) de pelo menos um receptor anódico (125, 126) compreender um mastro de levantamento (163, 173) acionado em translação e um calço (165, 175) conectado a esse mastro de levantamento (163, 173), por intermédio do elemento de ligação (161, 171), a parte condutora (137, 138) comportando pelo menos um condutor lateral (167, 177) e uma placa condutora (169, 179) disposta sobre esse calço (165, 175) conectado eletricamente a esse condutor lateral (167, 177).

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de a parte de acionamento (235) comporta uma colocação de aros (283) que envolve a parte condutora (237)eletricamente com uma folga suficiente para permitir que a referida porção condutora (237) se deforme no interior dessa colocação de aros (283) e absorva assim a dilatação do suporte anódico (13, 17) ao longo da direção transversal (X) e/ou da direção longitudinal (Y).

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de os meios de deslocamento (23) serem equipados com pelo menos dois receptores anódicos (25; 125, 126; 225) por conjunto anódico (12), essesreceptores anódicos sendo respectivamente ajustados ao longo de cada parede longitudinal da caixa (3), no exterior dessa caixa (3).

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de pelo menos os dois receptores anódicos (25; 125, 126; 225) por conjunto anódico (12) serem associados a meios de motorizações (39) separados.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de compreender meios de orientação dispostos ao longo das paredes longitudinais da caixa (3), no exterior dessa caixa (3), esses meios de orientação sendo dispostos em uma estrutura soldada que forma essa caixa (3).

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 17, caracterizado pelo fato de a abertura (16) delimitada pelo revestimento interno (5) da caixa (3) e o conjunto anódico (12) serem recobertos por uma cobertura amovível (43).

19. Conjunto anódico (12; 301; 401) destinado a serinstalado em um dispositivo de eletrólise para a produção de alumínio como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, esse conjunto anódico compreendendo um suporte anódico (13, 17; 303; 403) e pelo menos um bloco anódico (15; 307; 407) suspenso nesse suporte anódico, esse suporte anódico sendo destinado a ser conectado a condutores anódicos para levar uma corrente de eletrólise até pelo menos esse bloco anódico (15; 307; 407), pelo menos um bloco anódico sendo destinado a ser deslocado segundo uma direção sensivelmente vertical (Z) através de uma abertura (16) delimitada por uma caixa (3) e seu revestimento interno (5) desse dispositivo de eletrólise com o auxílio de pelo menos um receptor anódico (25; 125; 126; 225) de meios de deslocamento (23) desse dispositivo de eletrólise que estando aptos a cooperar com esse suporte anódico, caracterizado pelo fato de o suporte anódico (13, 17; 303; 403) comportar pelo menos umasuperfície de contato anódico (29; 313; 413) estando apto a cooperar com uma superfície de contato correspondente (27; 127, 128) de pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) para estabelecer com pelo menos um receptor anódico, um contato elétrico para levar a corrente de eletrólise entre pelo menos um receptor anódico (25; 125, 126; 225) e o conjunto anódico (12; 301; 401), e um contato mecânico para deslocar esse conjunto anódico (12; 301; 401), segundo a direção sensivelmente vertical, pelo menos uma superfície de contato anódico (29; 313; 413) do suporte anódico (13, 17; 303; 403) sendo disposta fora de um espaço definido pelo topo de pelo menos um bloco anódico (15; 307; 407).

20. Conjunto anódico, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o suporte anódico (303; 403) do conjunto anódico (301; 401) se estender ao longo de uma direção principal correspondente a uma direção transversal (X) da caixa (3), quando o conjunto anódico é recebido no dispositivo de eletrólise, e pelo fato de esse suporte anódico (303; 403) comportar meios de compensação para absorver a dilatação desse suporte anódico (303; 403) ao longo dessa direção principal e/ou de uma direção secundária desse suporte anódico (303; 403) correspondente a uma direção longitudinal (Y) dessa caixa, quando o conjunto anódico é instalado nesse dispositivo de eletrólise.

21. Conjunto anódico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o suporte anódico (303; 403) comportar uma armação (305; 405), que suporta pelo menos um bloco anódico (307; 407), e uma parte condutora (311; 411) da eletricidade, pelo menos uma superfície de contato anódico (313; 413) desse suporte anódico sendo disposta nessa parte condutora (311; 411).

22. Conjunto anódico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de os meios de compensação do suporte anódico compreenderem pelo menos um elemento de ligação, tal como um elemento de ligação de tipo biela (321) ou um elemento de ligação de tipo deslizante (421), disposto entre pelo menos uma superfície de contato anódico (313; 413) e uma parte principal da armação, para absorver qualquer dilatação desse suporte anódico (301; 401) ao longo da direção principal ou da direção secundária.

23. Conjunto anódico, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de o suporte anódico (303) comportar duas superfícies de contato anódico (313) dispostas de cada lado desse suporte anódico em relação à direção principal, um primeiro elemento de ligação (321) disposto entre uma das superfícies de contato anódico e a parte principal da armação (305), permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção principal e um segundo elemento de ligação (322) disposto entre a outra superfície de contato anódico e a parte principal da armação (305), permitindo absorver qualquer dilatação desse suporte anódico ao longo da direção secundária.

24. Conjunto anódico, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de pelo menos um elemento de ligação (322) permitir absorver a dilatação do suporte anódico (303) ao longo da direção principal (X) e da direção secundária (Y), tal como um elemento de ligação de tipo rótula.

25. Célula de eletrólise, caracterizada pelo fato de compreender um dispositivo de eletrólise, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, essa célula de eletrólise compreendendo, além disso, uma cuba de eletrólise (1; 101; 201) formada pelo menos em parte pela caixa (3) e o revestimento interno (5) desse dispositivo de eletrólise, e pelo menos um conjunto anódico (12) que comporta pelo menos um bloco anódico (15), destinado a ser imerso parcialmente em um banho de eletrólito (21) contido nessa cuba.

26. Instalação de eletrólise destinada à produção de alumínio, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de dispositivos de eletrólise, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 18.

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