CA1178921A - Procede et dispositif de reglage du plan anodique d'une cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif pour le réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium. Le dispositif comporte: un portique fixe formé par au moins une poutre rigide horizontale munie d'appuis à ses extrémités, un cadre collectif formé par deux éléments rigides horizontaux correspondant chacun à une ligne d'anodes, supportés chacun par le portique fixe par un ensemble de bielles et de leviers, qui permettent aux deux éléments rigides de se déplacer par rapport au portique, en montée ou en descente, tout en restant horizontaux, et un moyen de commande séparé, mais accouplable de chaque ensemble de bielles et de leviers. Une pluralité de moyens de commande individuelle de montée ou de descente des anodes, reliée, d'une part, au cadre collectif et, d'autre part, à une pluralité de petits cadres individuels. Des moyens de liaisons électrique et mécanique sont prévus entre les petits cadres individuels et les tiges de suspension des anodes, ainsi que des moyens de liaison électrique entre les croisillons et les petits cadres individuels. Et un procédé de réglage en utilisant ce dispositif. La mise en oeuvre de l'ivention permet d'assurer le réglage individuel et le réglage collectif des anodes et le déballage sans variation du niveau dé l'électrolyte.

Description

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La presente invention concerne un procede et un dispositif de reglage precis de la position du plan anodi-que d'une cuve d'electrolyse destinee à la production d'aluminium par electrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue (procede Hall-Heroult).
Dans une cuve d'electrolyse a anodes precuités, la position du plan anodique, qui fait face à la nappe catho-dique d'aluminium liquide, doit être periodiquement ajus-tee pour tenir compte de la variation d'un certain nombre de paramètres tels que:
- la hauteur de la nappe d'aluminium, qui augmente régulière-ment puis baisse brusquement lors du soutirage du métal, - l'usure progressive du plan anodique, - l'apparition du phénomène de polarisation de l'anode (emballage), - l'inégalite de repartition du courant entre les diffé-rentes anodes, - des heterogénéites locales de temperature ou de composi-tion du bain, - des irrégularltés des résistances de contact entre les tiges d'anodes et les amenées de courant, - des changements de forme de l'interface bain-métal par suite des variations de la carte des courants électriques dans le bain et dans le metal.
En outre, la quasi totalité des procédés de ré-gulation des cuves d'électrolyse pour la production d'alu-minium agissent par variation de la distance anode-cathode.
Dans les brevets français FR. 935 350, 955 688, 955 689, 955 690 (=US. 2 545 411, 412 et 413) (PECHINEY), on décrivait un procédé et un dispositif de réglage des électrodes d'une cuve d'électrolyse consistant à mesurer la résistance interne du bain et la répartition du cou-rant entre chaque anode, mesurée par un logometre ~ champs crois~s et à donner à chacune d'elles des ordres de montée ou de descente pour corriger les écarts par rapport aux - 1 - l~

:~l17~

va:Leurs de consigne. En outre, le mouvement des électrodes permettait d'assurer une descente progressive de l'alumine dans la cellule et d'obtenir alnsi une allmentation auto-matique.
Cette conception a eté reprise plus tard, en particulier dans les brevets US. 2 904 490 (ARDAL OG SUNNDAL), FR. 1 325 158 (ASEA), FR. 1 605 666 (=US.3 627 666) (PECHINEY).
On sait, à l'heure actuelle, qu'une répartition de courant aussi régulière que possible entre les diffé-rentes anodes d'une cuve est essentielle pour l'obtention d'un bon rendement.
Sur les cuves modernes de grandes dimensions, ayant un nombre eleve d'anodes, le maintien de cette réparti-tion régulière implique des ajustements relativement fré-quents du niveau de l'une ou de plusieurs anodes. On est donc revenu à l'idée de commander individuellement ces mouvements de réglage et de les asservir à la valeur du courant circulant dans chaque anode, qui était à la base des brevets PECHINEY de 1944 et 1946, cités précédemment.
Le brevet FR. 2 473 194 (US. 4 210 513) dlALCOA, décrit un dispositif pneumatique de positionnement indivi-duel des anodes, dans lequel un moteur unique transmet son mouvement aux vérins individuels au moyen d'un embrayage qui permet d'agir - ou non - sur la hauteur de l'anode concernée. Pour les ordres de réglage collectifs, tous les embrayages sont enclenchés. Ce système a pour inconvénients:
- un coût élevé des vérins qui doivent avoir une course importante correspondant à la hauteur d'usure ou, à la rigueur, de demi-usure de l'anode, - un encombrement important de ces vérins à grande course, ce qui augmente la hauteur de la cuve, donc le coût d'investissement, - la nécessite d'avoir des amenees de courant souples et de grande longueur, d'où augmentation de la longueur du trajet des conducteurs, 9~i - un coût des liaisons mécaniques entre les verins, plus ~leve que des liaisons électriquesi - :la vltesse du mouvement de montée ou de descente est constante, quelle que soit la nature du réglage a ef-:Eectuer. On ne peut donc pas faire de réglage fin indi-viduel sans pénaliser la durée de toutes les autres opérations.
Selon la presente invention, il est prevu un procédé de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium, par électrolyse d'alumine dis-soute dans la cryolithe fondue, dont le système anodique comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux lignes paralleles et munies de tiges de suspension connectéesélectriquement a un croisillon qui assure l'arri-vée positive de courant et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit, procédé
selon lequel, sur chaque ligne d'anodes, on connecte les tiges de suspension de chaque anode ou de chaque groupe d'anodes d'une part a des petits vérins individuels de réglage de hauteur et, d'autre part, au croisilion d'amenée de courant positive par l'intermédiaire de clinquant souple, en ce que l'on connecte les petits vérins individuels de chacune des deux lignes d'anode a un cadre collectif rigide, horizontal, en ce que l'on relie entre eux les deux cadres collectifs rigides et en ce que l'on connecte chaque cadre collectif rigide a un moyen separé mais accouplable, de réglage de hauteur.
On peut faire varier la distance entre le plan cathodique et l'ensemble des anodes en agissant simultané-ment en synchronisme, sur les moyens de réglage de hauteur de chaque cadre collectif rigide et en interrompant l'ali-mentation des moyens de commande des petits vérins indivi-duels pendant que les moyens de réglage des cadres collec-tifs rigides sont en action.
On peut ajuster l'intensité du coura~t passant 11789~1 dans chaque anode ou dans chaque groupe d'anodes en mesu-rant l'intensité de ce courant, en la comparant ~ une valeur de consigne, en elaborant un ordre de correction qui est envoye ~ chacun des petits verins individuels comman-dant les anodes ou groupes d'anodes dont l'intensite s'ecartede la valeur de consigne, et en interrompant l'alimenta-tion des moyens de reglage en hauteur des deux cadres col-lectifs rigides pendant que les petits vérins exécutent les ordres de correction.
Enfin, lors de l'apparition de l'emballement (ou effet d'anode d'une cuve), on peut interrompre l'alimenta-tion des moyens de commande des petits vérins individuels et on agit séparement, et en synchronisme, sur les moyens de reglage en hauteur de chaque cadre collectif rigide, de façon a relever l'un des cadres d'une hauteur prédéter-minee et a abaisser simultanement l'autre cadre d'une hauteur identique, chaque cadre restant horizontal puis, on effectue la manoeuvre inverse et ainsi de suite à plu-sieurs reprises, jusqu'a ce que l'emballement ait cessé, ce qui se manifeste par le retour de la tension aux bornes de la cuve a une valeur voisine de 4 volts. Au cours de cette operation, le niveau de l'electrolyte ne varie pas.
Selon la presente invention, il est aussi prevu un dispositif de réglage precis du pla,n anodique d'une cuve pour la production d'aluminium par electrolyse d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue, caracterise en ce qu'il comporte:
- un portique fixe forme par au moins une poutre rigide horizontale munie d'appui a ses extremités, - un cadre collectif formé par deux ~lements rigides hori-zontaux, correspondant chacun à une ligne d'anodes, sup-portees chacun par le portique fixe par un ensemble de bielles et de leviers qui permettent aux deux elements rigides de se deplacer par rapport au portique, en montee S ou en descente, tout en restant horizontaux, - un moyen de commande separé, mais accouplable, de chaque ensemble de bielleset de leviers, - une pluralite de moyens de commande individuelle des anodes, relies d'une part, au cadre collectif et, d'autre part, à une pluralite de petits cadres individuels, - des moyens de liaison electrique et mecanique entre les petits cadres individuels et les tiges de suspension des anodes, - des moyens de liaison électrique entre des croisillons et les petits cadres individuels.
~n mode de réalisation préférentiel va maintenant être decrit à titre d'exemple non limitatif en se referant aux dessins sur lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective partielle et simplifiee, sur laquelle on n'a pas fait figurer les moyens de fixation des tiges d'anodes sur les petits cadres, moyens qui sont connus en eux-mêmes.et ne font pas l'objet de l'invention, La figure 2 est une vue transversale au niveau des petits verins de commande individuelle des anodes, La figure 3 represente, en vue transversale, la traverse rigide de liaison entre les deux.elements rigides du cadre collectif, La figure 4 represente, en vue laterale, le verin de commande d'un des deux cadres collectifs, La figure 5 montre, en vue transversale, la posi-tion des cadres auxiliaires, La figure 6 représente, en plan, le connecteur de relevage.
La superstructure de la cuve est constituée par .

1 ~'7~

un portique en acier forme de deux poutres horizontales rigides 1, 1' appuyees, àleurs extremites, sur deux pieds

2, 2' (fig.4). Sur chaque poutre est fixe un ensemble de bielles 3, 3' et de leviers 4, 4', qui supportent un cadre collectif rigide, en acier, compose de deux poutres tubu-laires 5, 5', correspondant chacun à une ligne d'anodes, liees entre elles par des traverses de liaison 6.
Cette liaison peut être rigide, comme on l'a re-presente sur la figure 4 ou articulee. Les deux systèmes de bielles 3, 3', et de leviers 4, 4' sont actionnes par deux verins mecaniques à vis 7, 7' fixes sur l'un des pieds 2 du portique, chaque verin actionnant, par l'intermediaire du levier d'extremite 8, 8', en montee ou en descente, le cadrerigide 5, 5'. Les leviers 4 sont fixes à la poutre fixe par llarticulation 4a et reliés aux deux parties de la bielle 3 par les articulations 4b et 4c et ils agissent sur la poutre tubulaire 5 par la biellette 40 reliée au levier 4 par l'articulation 4d et à la poutre 5 par l'arti-culation 5a.
Le levier d'extrémite 8 est fixe à la poutre fixe par une articulation 8a à la tête du verin 7 par une arti-culation 8b et a l'extrémité du levier 3 par l'articulation ~c .
Le cadre collectif 5, 5' supporte, par l'inter-médiaire de petits verins mecaniques à vis 9 de petits cadres individuels 10.
Le courant d'electrolyse est amene, de façon habituelle, par des montees positivesrigides telles que 11, sur un croisillon fixe en aluminium comportant deux barres horizontales 12, 12' reliees par des traverses equipoten-tielles 13.
Le courant est distribue sur des cosses en alu-mir~ium 14 par des clinquants souples 15. Les cosses 14 sont immobilisees dans les cadres individuels 10 sur les-quels les tiges d'anodes 16 viennent en contact.

11>7f~

Le dispositif 17 de serrage des tiges d'anodes 16 sur les cadres individuels 10 peut être de tout type connu, par exemple, celui qui fait l'objet du brevet F~. 2 039 543 (D. DUCLAUX) (=brevet US. 3 627 670), la vis de serrage étant, dans le cas représenté, en position hori-zontale et non verticale.
En outre, en vue de réaliser l'operation de re-levage des cadres que l'on expliquera un peu plus loin, on a prevu un dispositif de liaison entre les tiges d'anodes 16 et le croisillon principal, qui assure le passage du courant anodique pendant le relevage.
Ce dispositif comporte pour chaque anode ou chaque groupe d'anodes, un plot en aluminium 30, appele faux-cadre ou cadre auxiliaire, alimente electriquement à partir des croisillons principaux 12 et 12' par des clinquants souples 31. Ce cadre auxiliaire 30 repose sur un appui lie rigide-ment auxpoutres 1 et 1', ce qui lui interdit tout mouvement vers le bas. I1 comporte, de plus, un petit connecteur simplifié 32 dont la force est juste nécessaire au soutien du poids d'une anode immobilei son coût est donc réduit.
Il comporte l'organe de connexion proprement dit 32 qui est articulé en quatre points 33, 34, 35, 36 formant un quadri-latere. Le mouvement de serrage-desserrage est assure par rotation du verin à vis 37 commande par un outil approprie, de structure simple. Chaque sous-ensmble: verin 9, cadre individuel 10 supporte une paire d'anodes 18, 19. Cette disposition n'est pas obligatoire et on ne sortirait pas du cadre de l'invention en faisant commander, par chaque verin, une seule anode ou plus de deux.
Les petits verins individuels 9 peuvent être ac-tionnes, soit chacun par un moteur electrique ou pneumatique, soit par un seul moteur distribuant son mouvement par un jeu d'arbres de transmission. Dans ce dernier cas, la liaison arbre-vérin comporte un embrayage qui permet, 11'7~9~

lo;rsque le moteur commun tourne, d'actionner ou non le vérin. En outre, il est possible de prévoir des moyens de guidage des tiges d'anode.
L'ensemble du dispositif qui vient d'être décrit S peut remplir quatre fonctions:
1. Commande collective des anodes.
Si l'ensemble du plan anodique doit etre relevé ou abaisse, pour modifier la distance anode-cathode en fonction des impératifs de la régulation, les petits vérins 9 ne sont pas actionnés. Les anodes sont liées rigidement aux cadres collectifs 5, 5'. Ce sont les vérins 7, 7' qui sont commandes simultanément. Un cou-plage mécanique 20 assure la synchronisation exacte de - leur mouvement. Les deux poutres 5, 5' montent ou descendent simultanement, en synchronisation, et le plan anodique se deplace parallèlement à lui-meme.
Ce mode de fonctionnement est équivalent à celui que procure une mecanisation classique.
2. <~Déballage>) ou suppression de l'effet anodique.
On sait que les cuves de production d'aluminium sont sujettes au phénomene dit d'emballage ou encore de polarisation ou d'effet anodique>), qui se traduit par une augmentation brusque de la chute de potentiel, aux bornes de la cuve, de 4 volts environ à 35 ou 40 volts avec baisse corrélative de I'intensité. Ce phenomene perturbe la cuve qui en est affectée et re-tentit aussi sur toute la serie. On l'attribue géne-ralement a la formation d'une gaine gazeuse sous le plan anodique.
Il est conn~ que l'on peut faire cesser l'effet ano-dique par divers moyens tels que l'addition d'alumine (dont l'effet n'est pas instantane) le soufflage d'air comprimé sous le plan anodique, le perchage, introduc-tion d'une perche de bois sous le plan anodique, difficile-ment praticable dans les cuves modernes entièrement capo-tées et, aussi, par un mouvement des anodes, qui provoque le décrochage de la gaine de gaz. Dans le brevet US.
2 061 146, déposé le 3 décembre 1934, L. FERRAND avait proposé un balancement des anodes, efficace, mais d'une réalisation délicate. Le mouvement de montee-descente du plan anodique, efficace et couramment pratique à l'heure actuelle, présente l'inconvénient de faire varier le ni-veau de l'électrolyte.
Sur les cuves modernes à alimentation continue centrale,la hauteur du bain liquide est relativement impor-tante, et le rapport entre la surface des anodes et la sur-face totale du bain est grand. Les variations d'immersion des anodes provoquent donc de grandes variations de hauteur de bain. Cela présente plusieurs inconvénients:
- pour éviter les débordements de bain hors de la cuve, il faut approfondir le creuset, ce qui alourdit l'inves-tissement, - une partie du bain vient recouvrir le dessus des anodes et se solidifie, rëduisant le volume du bain liquide, donc la capacite de la cuve à dissoudre l'alumine. La couche de bain solidifie, qui recouvre ainsi les anodes à chaque manoeuvre de descente, finit par devenir tres importante en fin de vie des anodes. Il y a donc des difficultes supplementaires pour nettoyer ces anodes et recycler le bain solidifie. De plus, le bain liquide couvrant les anodes vient lecher les rondins d'acier 21 (qui servent de support des anodes et d'amenees de cou-rant), qui sont attaques~ ce qui augmente la teneur en fer de l'aluminium produit.
Le dispositif, objet de l'invention, permet d'ef-fectuer le ~<deballage à niveau de bain constant en abais-sant une ligne d'anodes et en elevant simultanement, et d'une hauteur egale, l'autre ligne d'anodes.
Pour cela, le couplage 20 entre les deux li7~9~:J

verins 7 et 7' est supprime ou remplace par un couplage croise autorisant des mouvements d'amplitude identique et de sens oppose. Un dispositi~ de reperage tel que compte-tours sur les moteurs ou tout moyen connu de mesure de deplacement, permet d'assurer la remise en synchronisme des verins et l'identite de niveau des plans anodiques de chaque ligne d'anode.
Lorsque la liaison entre les deux elements rigi-des du cadre collectif est rigide (fig. 3~, le cadre collectif, au cours de cette manoeuvre, prend une leg8re inclinaison qui est donc repercutee sur le plan anodique, mais son amplitude demeure très faible, de l'ordre de quelques degres. On cree donc ainsi un basculement alter-natif du plan anodique qui provoque des mouvements hori-zontaux du bain sans variation de niveau.
Si la liaison entre les deux elements rigides du cadre collectif est articulee, le plan anodique reste, au cours de cette manoeuvre de va-et-vient vertical, par-faitement horizontal. Il en est de même, bien entendu, si les deux elements du cadre collectif sont mecaniquement independants.
Il est egalement possible de proceder au debal-lage à niveau de bain constant sans utiliser les verins de commande des cadres collectifs, et en agissant uniquement sur les petits verins 9. On peut, en particulier, sur une cuve emballee, donner des ordres de descente à tous les petits verins situes a droite du petit axe de la cuve et, simultanement et en synchronisme, des ordres de montee d'egale amplitude a tous les petits verins situes à gauche du petit axe de la cuve, puis effectuer la manoeuvre in-verse: ordres de montee sur la moitie droite, ordres de descente sur la moitie gauche et ainsi de suite jusqu'a cessation de l'emballement.
Dans le cas precedent, et dans l'hypothese de cuves disposees en travers par rapport à l'axe de la série, 9~:~

on agissait sur les vingt anodes aval et sur les vingt anc,des amont, alors que, dans le cas present, on agit sur les vingt anodes de droite et les vingt anodes de gauche (palr rapport a l'axe de la serie).

3. Commande individuelle des anodes.
Lorsque l'intensite du courant traversant une anode, ou un groupe de deux anodes dans le cas represente, s'ecarte de la valeur de consigne, le système de ré-gulation, un ordinateur en général, élabore un ordre de reglage qui actionne, dans le sens voulu, montée ou descente, le petit vérin 9 correspondant. Pendant cette operation, les vérins 7, 7' ne sont pas comman-dés et les cadres collectifs 5, 5' restent fixes.
L'amplitude du mouvement individuel de chaque anode ou groupe d'anodes peut être fixée à volonté: dans une réalisation particulière appliquée à une serie de cuves d'électrolyse a 280 000 amperes, comportant deux lignes de 20 anodes, commandées par groupe de deux, on a fixé cette amplitude a - 30 millimètres. La vitesse de rotation de ces vérins peut être faible, ce qui confere au réglage une très grande précision et permet de régler le courant passant dans chaque groupe de deux anodes à 14 000 ampères avec une précision de - 1%. Dans ces cuves, la distance moyenne anode-nappe d'aluminium cathodique est de l'ordre de 40 millimètres.

4. Alimentation des anodes pendant le relevage des cadres.
Au fur et à mesure de l'usure des anodes, les cadres collectifs descendent progressivement. Il faut donc, périodiquement, les rep]acer en position haute. Cette opération, appelée relevage des cadres, se fait habi-tuellement en maintenant les anodes à leur niveau au moyen d'une poutre de relevage que le pont d'electro-lyse amene sur la cuve, poutre munie de cloches de pre-hension des tiges d'anodes et prenant appui sur la superstructure de la cuve. Une poutre de ce type a ete 1~'7~'~Zl décrite notamment dans le brevet français ER. 1 445 602 (= US. 3 ~34 955) au nom d'ALU~INIUM PECHINEY. Une fois les anode!s fixées à cette poutre, les connexions principales des tiges d'anodes sur l'ensemble mobile sont ouvertes et l'on commalnde le retour au sommet de leur course des cadres collec-tifs 5 et S' au moyen des vérins collectiEs 7 et 7'.
Cette methode presente les deux principaux inconvé-nients suivants:
A. - Pendant l'opération de relevage, le passage du courant du croisillon vers les tiges d'anodes se fait par le même contact qu'en service normal. Ce contact est alors glissant.
Il est, de plus, de mauvaise qualité car la pression de la tige sur le croisillon, malgré une conception adaptee de la poutre de relevage, est faible en regard de la pression exercee par un connecteur. Ce mauvais contact glissant, outre la perte d'energie qu'il occasionne, est aussi l'origine d'une deterioration accelérée des surfaces de contact. D'autre part, il existe un risque de détérioration encore plus grand en cas d'emballage pendant l'opération de relevage, car la tension aux bornes de la cuve augmente beaucoup.
B. - La poutre de relevage est une pièce lourde et encombrante qui nécessite une prise d'énergie pour actionner ses mécanismes.
Elle est donc manipulée avec le pont d'électrolyse. L'opéra-tion de relevage etant relativement longue, le taux d'occupa-tion du pont s'en trouve accru et cela diminue donc le nombre de ponts pour une série. De plus, la mise en place sur la cuve de la poutre de relevage et du pont interdit le passage d'autres ponts au-dessus de cette cuve, ce qui constitue une contrainte supplémentaire d'exploitation.
La presence des cadres auxiliaires 30 facilite considerablement cette opération de relevage des cadres, qui consiste à serrer tout d'abord la tige d'anode 16 sur le cadre auxiliaire 30 au moyen du petit connecteur de relevage 32;
l'anode est donc liée électriquement a la barre principale 117~3921 d'al.imentation 12 et, mécaniquement, au cadre auxiliaire, donc, à ia poutre fixe 1. On peut alors desserrer les con-nect:eurs principaux 17 et relever l'ensemble des cadres col-lect:ifs 5, verins individuels 9 et plots de connexion des tiges d'anodes 10 et 14. Ensuite, on resserre les connec-teurs principaux 17 et desserre les connecteurs auxiliaires 32.
Un dispositif annexe manuel ou mecanise peut per-mettre d'eloigner le cadre auxiliaire 30 de la tige d'anode 16 de façon a ne pas avoir de contact électrique a cet endroit.
Les deux inconvénients cités plus haut du dispositif classique disparaissent puisque le seul outillage necessaire pour relever les cadres consiste en des clés manuelles ou mecanisees de serrage et desserrage des connecteurs, ce qui rend l'operation independante des autres opérations d'exploi-tation et du pont d'electrolyse et, d'autre part, un passage franc et direct du courant électrique est toujours as.suré, quelle que soit la phase considérée de la manoeuvre de rele-vage.
Outre ces quatre fonctions principales, le dispo-sitif, objet de l'invention, permet, au démarrage d'une cuve, de desolidariser facilememt la liaison entre les petits vé-rins 9 et le cadre collectif 5, ce qui permet de conserver pendant le prechauffage, lorsque les anodes sont posées sur la cathode, une liaison électrique entre les clinquants souples 15 et les tiges d'anodes 16, tout en autorisant librement les dilatations et les mouvements des anodes.
Par ailleurs, la réalisation de liaisons entre les petits vérins 9 et les petits cadres individuels 10 peut être étudiée pour laisser un certain degré de liberte aux anodes, sans être prejudiciable au contact electrique entre la tige d'anode 16 et la cosse en aluminium 14. La chute de tension à la jonction anode-croisillon 12 reste faible ma].gré les imprécisions de positionnement des anodes.

~1'7~921 De plus, avant de changer une anode, il est possi-ble de la relever quelque peu, juste avant l'operation. On diminue sensiblement le courant qui la traverse et on evite de déteriorer par des effets d'arc, les cosses 14 lorsque la tige 16 decolle de la cosse 14.
Enfin, la hauteur des cosses 14 est faible par rapport a la hauteur des croisillons classiques, ce qui permet de reduire la hauteur de la cuve et de raccourcir les tiges d'anodes et la longueur du circuit des conducteurs, minimisant ainsi les investissements initiaux et les chutes de tension en fonctionnement de façon non negligeable.
Au total, la mise en oeuvre de l'invention permet d'ajuster à tout moment et, de façon precise, la position du plan anodique, de contrôler le courant passant dans cha-que anode ou groupe d'anodes, d'assurer le deballage rapidede la cuve, sans variation du niveau de l'electrolyse, assurant ainsi un fonctionnement stable et un rendement optimal, et de proceder au relevage periodique des cadres sans outillage lourd auxiliaire et en assurant un passage franc et direct du courant anodique.

Claims (17)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue, dont le système anodique comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux lignes parallèles, et munies de tiges de suspension connectées électriquement à un croisillon qui assure l'arrivée positive de courant et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit, caractérisé en ce que, sur chaque ligne d'anodes, on connecte les tiges de suspension de chaque anode, ou de chaque groupe d'anodes, d'une part à
des petits vérins individuels de réglage de hauteur et, d'autre part, au croisillon d'amenée de courant positive par l'inter-médiaire de clinquant souple, en ce que l'on connecte les petits vérins individuels de chacune des deux lignes d'anode à un cadre collectif rigide, horizontal, en ce que l'on relie entre eux les deux cadres collectifs rigides et en ce que l'on connecte chaque cadre collectif rigide à un moyen séparé, mais accouplable, de réglage de hauteur.

2. Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait varier la distance entre le plan cathodique et l'ensemble des anodes en agissant, en synchronisme, sur les moyens de réglage de hauteur de chaque cadre collectif rigide et en interrompant l'alimentation des moyens de commande des petits vérins individuels pendant que les moyens de réglage des cadres collectifs rigides sont en action.

3. Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste l'intensité du courant passant dans chaque anode, ou dans chaque groupe d'anodes, en mesurant l'intensité de ce courant, en la comparant à une valeur de consigne, en élaborant un ordre de correction qui est envoyé à chacun des petits vérins individuels commandant les anodes, ou groupes d'anodes, dont l'intensité s'écarte de la valeur de consigne et en interrom-pant l'alimentation des moyens de réglage en hauteur des deux cadres collectifs rigides pendant que les petits vérins exécutent les ordres de correction.

4. Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'apparition de l'emballement, ou effet d'anode, d'une cuve, on interrompt les moyens de commande des petits vérins individuels et on agit séparément, et en synchronisme, sur les moyens de réglage en hauteur de chaque cadre collectif rigide, de façon à relever l'un des cadres d'une hauteur prédéterminée et à abaisser simultanément l'autre cadre d'une hauteur identique, chaque cadre restant horizontal, et le niveau du bain de cryolithe fondue restant constant, puis on effectue la manoeuvre inverse, et ainsi de suite, à plusieurs reprises, jusqu'à ce que l'emballement ait cessé, ce qui se manifeste par le retour de la tension aux bornes de la cuve à une valeur voisine de 4 volts.

5. Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'apparition de l'emballement, ou effet d'anode, d'une cuve, on interrompt les moyens de commande des réglages en hauteur de chaque cadre collectif rigide et on donne des ordres de montée à tous les petits vérins situés d'un côté
du petit axe de la cuve et, simultanément, et en synchronisme, des ordres de descente d'égale amplitude à tous les petits vérins situés de l'autre côté du petit axe de la série, puis on effectue la manoeuvre inverse : ordres de descente d'un côté du petit axe, ordres de montée de l'autre, le niveau du bain de cryolithe fondue restant constant, et ainsi de suite, à plusieurs reprises, jusqu'à ce que l'emballement ait cessé, ce qui se manifeste par le retour de la tension aux bornes de la cuve à une valeur voisine de 4 volts.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé
de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la pro-duction d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue, caractérisé en ce qu'il comporte:
- un portique fixe formé par au moins une poutre rigide horizontale munie d'appuis à ses extrémités, - un cadre collectif formé par deux éléments rigides horizon-taux, correspondant chacun à une ligne d'anodes, supportés chacun par le portique fixe par un ensemble de bielles et de leviers, qui permettent aux deux éléments rigides, de se déplacer par rapport au portique, en montée ou en des-cente, tout en restant horizontaux, - un moyen de commande séparé, mais accouplable, de chaque ensemble de bielles et de leviers, - une pluralité de moyens de commande individuelle des anodes, reliés, d'une part, au cadre collectif et, d'autre part, à
une pluralité de petits cadres individuels, - des moyens de liaison électrique et mécanique entre les petits cadres individuels et les tiges de suspension des anodes, - des moyens de liaison électrique entre des croisillons, et les petits cadres individuels.

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel il est prévu un système anodique qui comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux lignes parallèles, munies de tiges de suspension connectées électri-quement à un croisillon qui assure l'arrivée positive du courant, et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit.

8. Dispositif selon la revendication 7, caracté-risé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de liaison mécanique entre les deux éléments rigides du cadre collectif.

9. Dispositif selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique entre les deux éléments rigides du cadre collectif sont rigides.

10. Dispositif selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique entre les deux éléments rigides du cadre collectif sont articulés.

11. Dispositif selon la revendication 7, caracté-risé en ce que la liaison électrique entre le croisillon et les petits cadres individuels est assurée par des clinquants souples.

12. Dispositif selon la revendication 6, caracté-risé en ce que chaque anode, ou groupe d'anodes, comporte un cadre auxiliaire alimenté électriquement à partir des croisillons principaux par des clinquants souples et repo-sant sur un appui lié rigidement aux poutres horizontales.

13. Dispositif selon la revendication 12, caracté-risé en ce que le cadre auxiliaire, comporte, en outre, un connecteur qui assure un contact électrique direct entre le cadre auxiliaire et la tige d'anodes.

14. Dispositif selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite pluralité de moyens de commande individuelle est prévue pour la montée ou la descente des anodes.

15. Dispositif selon la revendication 7, caracté-risé en ce que chaque anode, ou groupe d'anodes, comporte un cadre auxiliaire alimenté électriquement à partir des croisil-lons principaux par des clinquants souples et reposant sur un appui lié rigidement aux poutres horizontales.

16. Dispositif selon la revendication 15, carac-térisé en ce que le cadre auxiliaire, comporte, en outre, un connecteur qui assure un contact électrique direct entre le cadre auxiliaire et la tige d'anodes.

17. Dispositif selon la revendication 16, caracté-risé en ce que ladite pluralité de moyens de commande indi-viduelle est prévue pour la montée ou la descente des anodes.