CA2577921A1

CA2577921A1 - Method of changing an anode of a cell for the production of aluminium by means of electrolysis, including an adjustment of the position of the anode, and device for performing same

Info

Publication number: CA2577921A1
Application number: CA002577921A
Authority: CA
Inventors: Alain Van Acker; Patrick Marchand
Original assignee: Individual
Current assignee: Fives ECL SAS
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: RU2375502C2; BRPI0515060A; AU2005284068A1; AU2005284068B2; WO2006030092A3; EP1819847A2; AR054403A1; WO2006030092A8; WO2006030092A2; RU2007112948A; EP1819847B1; CA2577921C

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de changement d'anode d'une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée (2) comportant une pluralité
d'anodes (20, 20'). Selon l'invention, d'une part, on utilise au moins un outil de manutention d'anode (13) comprenant un organe de positionnement (13b), un organe de préhension (13a) et un capteur de position verticale de l'organe de préhension et on utilise le capteur de position pour mesurer les distances parcourues verticalement par l'organe de préhension (13a) par rapport à un niveau de référence N, et, d'autre part, on produit au moins un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (51) dans un axe ou un plan de référence déterminé (50) et on utilise le passage de l'anode dans ledit faisceau pour mesurer lesdites distances. On détermine la position verticale de l'anode de remplacement dans la cellule à partir des valeurs obtenues pour lesdites distances parcourues et on place l'anode de remplacement à cette position dans l'emplacement initialement occupé par l'anode usée (20'). The subject of the invention is a process for changing the anode of a cell of aluminum production by igneous electrolysis (2) comprising a plurality of anodes (20, 20 '). According to the invention, on the one hand, at least one anode handling tool (13) comprising a positioning member (13b), a gripping member (13a) and a vertical position sensor of the gripper and the position sensor is used to measure the distances traveled vertically by the gripping member (13a) by referred to a reference level N, and, on the other hand, at least one beam of sound or electromagnetic waves (51) in an axis or plane of determined reference (50) and the passage of the anode is used in said beam for measuring said distances. The vertical position is determined of the replacement anode in the cell from the values obtained for said distances traveled and place the replacement anode at this position in the location initially occupied by the spent anode (20 ').

Description

WO 2006/03009 WO 2006/03009

2 PCT/FR2005/002188 PROCÉDÉ DE CHANGEMENT D'ANODE DANS UNE CELLULE DE
PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ÉLECTROLYSE INCLUANT UN
AJUSTEMENT DE LA POSITION DE L'ANODE ET DISPOSITIF POUR LE
METTRE EN OEUVRE

Domaine de l'invention L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement les changements d'anode et les unités de service destinées à effectuer les changements d'anode dans les usines de production d'aluminium.

Etat de la technique L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée dans des cellules d'électrolyse suivant le procédé bien connu de Hall-Héroult. La demande de brevet français FR 2 806 742 (correspondant au brevet américain US 6 409 894) décrit des installations d'une usine d'électrolyse destinée à la production d'aluminium.
Selon la technologie la plus répandue, les cellules d'électrolyse comportent une pluralité d'anodes dites "précuites" en matériau carboné qui sont consommées lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium. La consommation progressive des anodes nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figure, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves.

Afin de limiter la perturbation du fonctionnement d'une cellule d'électrolyse lors d'un changement d'anode, il est préférable de placer l'anode neuve de manière à ce que sa surface inférieure soit au même niveau que celle des autres anodes de la cellule.

Il est connu d'opérer comme suit pour assurer une mise à niveau correcte des anodes neuves. La tige de l'anode usée est marquée d'un trait de craie à un endroit correspondant à un repère déterminé sur le cadre anodique. L'anode usée est extraite de la cellule et déposée sur une surface de référence, qui est typiquement un plateau métallique. Le niveau du trait de craie sur la tige est relevé, l'anode usée est retirée et une anode neuve est placée sur la surface de référence. Un trait de craie est tracé sur la tige de l'anode neuve au niveau relevé. L'anode neuve est placée sur le cadre anodique de façon à ce que le trait de craie soit situé au niveau du repère déterminé
sur le cadre anodique. Ces opérations, essentiellement manuelles, nécessitent l'intervention d'un opérateur dans la zone d'action des outils de manutention des anodes et l'exposent aux risques inhérents à ces opérations, tels que les risques de décrochement de la charge et les projections de métal liquide.

Il est également connu de munir l'outil de manutention des anodes d'un capteur de position. Dans ce cas, on mesure la distance parcourue par l'outil lors de la prise de l'anode usée, on dépose l'anode usée sur une surface de référence et on mesure la distance parcourue par l'outil au moment où l'anode repose sur la surface de référence. On retire l'anode usée, on dépose une anode neuve sur la surface de référence 'et on mësure la distance parcourue par l'outil au moment où l'anode repose sur la surface de référence. L'écart entre les deux dernières distances mesurées est ajouté à la première distance mesurée afin de déterminer la distance à faire parcourir à l'outil de manutention lors du positionnement de l'anode neuve dans la cellule d'électrolyse.

Ces différentes façons de procéder nécessitent de multiples manipulations d'anode et le déplacement de la surface de référence d'une zone de travail à une autre.
Le temps passé à ces opérations allonge considérablement les temps de cycle d'intervention sur les cellules d'électrolyse et la période de temps pendant laquelle les capots des cuves restent ouverts, ce qui réduit l'efficacité des moyens de captation des effluents produits par les cellules d'électrolyse. 2 PCT / FR2005 / 002188 METHOD FOR CHANGING ANODE IN A CELL
ALUMINUM PRODUCTION BY ELECTROLYSIS INCLUDING
ADJUSTING THE POSITION OF THE ANODE AND DEVICE FOR THE
ENFORCE

Field of the invention The invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis according to Hall-Héroult process. It concerns more particularly the changes anode and service units intended to effect anode changes in aluminum production plants.

State of the art Aluminum is produced industrially by igneous electrolysis in cell electrolysis according to the well-known Hall-Héroult process. The request for patent FR 2 806 742 (corresponding to US Pat. No. 6,409,894) describes of the installations of an electrolysis plant for the production of aluminum.
According to the most widespread technology, electrolysis cells comprise a plurality of so-called "precooked" anodes of carbonaceous material which are consumed then electrolytic reduction reactions of aluminum. The consumption progressive anodes require interventions on the cells electrolysis including, in particular, the replacement of spent anodes with new anodes.

In order to limit the disturbance of the operation of an electrolysis cell at a change of anode, it is better to place the new anode so that that his bottom surface is at the same level as the other anodes of the cell.

two It is known to operate as follows to ensure a correct upgrade of anodes new. The stem of the used anode is marked with a chalk line in one place corresponding to a specific reference on the anode frame. The used anode is extracted of the cell and deposited on a reference surface, which is typically a tray metallic. The level of the chalk line on the stem is raised, the used anode is withdrawn and a new anode is placed on the reference surface. A chalk line is plot on the stem of the new anode at the raised level. The new anode is placed on the frame anodic so that the chalk line is at the mark determined on the anode frame. These operations, essentially manual, require the intervention of an operator in the area of action of the handling tools of the anodes and expose him to the risks inherent in these operations, such as risks of offset of the charge and splashes of liquid metal.

It is also known to provide the anode handling tool with a sensor of position. In this case, the distance traveled by the tool during the making the used anode, the used anode is deposited on a reference surface and measured the distance traveled by the tool as the anode rests on the surface of the reference. The used anode is removed, a new anode is deposited on the surface of the reference 'and we measure the distance traveled by the tool at the moment when the anode rests on the reference surface. The difference between the last two distances measured is added to the first measured distance to determine the distance to be made Browse to the handling tool when positioning the new anode in the cell electrolysis.

These different ways of proceeding require multiple manipulations anode and moving the reference surface from one work area to another.
The weather switched to these operations greatly extends the cycle times intervention on the electrolysis cells and the period of time during which the hoods vats remain open, which reduces the efficiency of the means of capturing effluent produced by electrolysis cells.

3 La demanderesse a donc recherché une procédure et des moyens qui permettent d'éviter ces inconvénients.

Description de l'invention L'invention a pour objet un procédé de changement d'anode d'une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée comportant une pluralité
d'anodes, ladite cellule contenant un bain électrolytique et comprenant au moins un bloc cathodique, chaque anode comprenant au moins un bloc anodique et une tige métallique et étant fixée de manière amovible à un cadre métallique mobile par des moyens de fixation mécaniques, chaque bloc anodique possédant une surface de référence, procédé par lequel on remplace au moins une anode usée déterminée par une anode de remplacement en utilisant au moins un outil de manutention d'anode comprenant un organe de positionnement, un organe de préhension et un capteur de position verticale de l'organe de préhension, et dans lequel on utilise le capteur de position du ou de chaque outil de manutention d'anode pour mesurer les distances parcourues verticalement par le ou chaque organe de préhension par rapport à
un niveau de référence N, caractérisé en ce qu'on produit au moins un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques dans un axe ou un plan de référence déterminé, et en ce que, pour chaque anode usée déterminée :
- on place un organe de préhension en position de saisie de la tige métallique de l'anode usée et on mesure la distance verticale A parcourue par l'organe de préhension pour atteindre ladite position ;
- on retire l'anode usée de la cellule d'électrolyse, on fait passer le bloc anodique de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et on mesure la distance verticale B parcourue par l'organe de préhension au moment où la surface de référence de cette anode traverse ledit faisceau ;
- on saisit la tige métallique d'une anode de remplacement à l'aide d'un organe de préhension, on fait passer le bloc anodique de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et on mesure la distance verticale C parcourue par l'organe de préhension au moment où 1a surface de référence de cette anode traverse ledit faisceau ;

.. , 3 The plaintiff therefore sought a procedure and means that allow to avoid these disadvantages.

Description of the invention The subject of the invention is a process for changing the anode of a cell of aluminum production by igneous electrolysis comprising a plurality anodes, said cell containing an electrolytic bath and comprising at least one block cathode, each anode comprising at least one anode block and a rod metal and being removably attached to a movable metal frame by of the mechanical fixing means, each anode block having a surface of reference, method by which at least one used anode is replaced by a replacement anode using at least one handling tool anode comprising a positioning member, a gripping member and a sensor of vertical position of the gripping member, and in which the sensor position of the or each anode handling tool to measure the distances traversed vertically by the or each gripping member with respect to a reference level N, characterized in that at least one beam is produced wave sound or electromagnetic noise in a given axis or reference plane, and in what for each determined used anode:
a gripping member is placed in the gripping position of the metal rod of the worn anode and the vertical distance A traveled by the gripping to reach said position;
the used anode is removed from the electrolysis cell, the block is passed through anodic of this anode through said beam in a vertical motion and we measure the vertical distance B traveled by the gripping member when the surface of reference of this anode passes through said beam;
the metal rod of a replacement anode is grasped using a organ of prehension, the anode block of this anode is passed through beam in a vertical movement and we measure the vertical distance C traveled by the organ of when the reference surface of this anode passes through said beam;

..,

4 - on détermine la"position verticale de l'anod.è de, reinplaceinent dans la cellule à
partir des valeurs obtenues pour lesdites distances parcourues A, B et C, et on place 1'anôde de rémpl'acement à cette position dans l'emplaçement initialement ôcçupé par ' 1'anode usée , ,,. . , . ,. . õ , . . , , , , .
. . . ,,.
L'invention -pernmet d'effectuér les' mesures riéçe'ssa.ires. au positionnement d'une ;
, . ~
anodë de 'remplâcement ldrs des mouvements de manutentiôn necessaires au remplacèmènt d'iine'ànôde (à savoir typiqueriiént la prise' d'une anode usee sur ime alett cel 'el ectrol se~ le dep ot de l an ~ " ' bde uséc sur une pè ou un ~~éhicule, la prisé Y
1 a U e , ,. , .
d'une anode de rempIacément sur itnepâletteõ ou un véhicule et la.' niise en place de l'anode de remplacement dans lâ. 'cellule}, cé qui présente l'avantage de ne pas nécessiter des mouvémènts de manutêrition : supplémentaires. L'invention permet ainsi 'd'éviter, riotarriment~ un allongement du tm eps ." d'oûverture d'ûne; cellule ,.. .
d'éleétrol se ~ 15 .

Le:' oü les faiscéaux d'ondes 'sonores ou électrômâ.gnétiques sont avantag'eusement préalablement places à un endroit qui ' permet le 'passage d'une anode 'useé
,ou d'une '.; .
anode de rémplacemerit au travers du ou désï faisceaux lôrs dés mouveménts de manutentiôn norïnaux~ ; dé cës ânôdës; par éxêmplé au-déssüs 'd'üne :
céllule" ~ ~
trol se d une pal d'élecy , ' étte,oud'un éhiculë. Les prises de mèsurë peuvent être manuélles, c'est à-diré qu'un opérateur enregistre les données obtenues à chàque étape du p'rocedé,' ouaûtomatisées en tout ou pâ.rtie, c'est-à-dire, qu'un appareil infôrms.tisé effectue de manière ,àutomatique tout oit partie 25 des mesures. , L'invention a aussi pour objet un système de mesure comprenant un capteur de position pour mesurer les distances verticales - parcourues par un organe de préhension d'anode, un générateur de faisceau d'ondes sonores ou 30 électromagnétiques, apte à produire au moins un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques dans un axe ou un plan de référence déterminé, au moins un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques apte à détecter le passage d'une ,. ,, .= _= , . , , = . .
partié déterminée d'une âriode à travers =ledit faisceau et 'aû, moins un organe de , .= , positiônnement auquel est fixé ledit générateiar et/ou ledit détecteur.
.=.
, ..
.., . , :
. ,, . . , .
L'mventlon a encore pôur objet uné machine de serviçe destinee aux opératibns de ., = . 4 - the "vertical position of the anod.
cell to from the values obtained for the distances traveled A, B and C, and we place The replacement equation at this position in the initial location occupied by ' The used anode, ,,. . ,. ,. . õ, . . ,,, ,,.
. . . ,,.
The invention allows to carry out reasonable measurements. at positioning of a;
,. ~
anode of replacement of manutention movements necessary for replacement of iine'nôde (ie typiqueriiént the taking 'of a used anode on ime alett this year the electricity ~ "'bde uséc on a pè or ~~ ehicule, the popular Y
1 a U e,,. ,.
of an anode of replacement on itnepâletteõ or a vehicle and the. ' niise in place of the replacement anode in there. 'cell', which has the advantage of not not require additional maneuvering movements. The invention allows thus' to avoid, riotarriment ~ a lengthening of the tm eps. "of the opening of the day;
, ..
of electricity is ~ 15.

The 'where the sonic or electromechanical waves' are avantag'eusement previously placed in a place that allows the passage of a worn anode , or a '; .
anode of remoccelerate through or out of the beams from the movements of northerly manutention ~; dead ends; by the end of the year:
cellule "~ ~
trol of a pal of elecy, is, or of an eclectic. The catches of mésurë can be manuélles, that is, an operator saves the data obtained at each stage of the process, or in whole or in part, that is to say, that an infôrms.tisé device carries out, automatically all this part 25 measures. , The invention also relates to a measuring system comprising a sensor of position to measure vertical distances - traveled by an organ of gripping anode, a sound wave beam generator or Electromagnetic, capable of producing at least one beam of sound waves or electromagnetic conditions in a given axis or reference plane, at least one sound or electromagnetic wave detector capable of detecting the passage a ,. ,,. = _ =, . ,, =. .
determined period of time through said beam and at least one organ of ,. =, positronement to which is fixed said generatriate and / or said detector.
. =.
, ..
..,. ,:
. ,,. . ,.
The Mventlon is still a subject of a service machine for opera of ., =.

5 chan ement d'anode d'une . sene.
g de èellules'. de 'pr.oduction d'aluininilim par eléctr = 1 .
olysé zgnee, =lâdrte machme c om ' p o rtant au moins un outil" de manutention d'anode c.o,Imprenant ûn organe de positionneni,ént, un organe de prehènsion et un . ,., , , . ,:. = , = ' capteur de position verticale de l'organe~' de "préhensiôn, et õëtant çâractëriseeen ce : ~ = , qu'elle comporte en oûtre ledit système de mesure. , L'invention a encore pour objet tuie unité de service d'une. usine de production d'aluniiniuni pâr, électrolyse ignée compiena.nt un pont nlobile et aû inoms une machine de serviçe sélon l'invention.

L'invention est décriteplus en detail" ei âprès à l'aide des figures annexees., afiuré
L g 1 illustre, vue en. section, üne sallé ;d'électrol se typique destinée' ,a la,;, production d'aluniinium et comprenant une unité de service représentée de maniére _. . .m_;, _ schéatique =
La 'figure 2 illustre, vue ' en' section transversàle, une cellule d'électrol se typique destinée à la production d'alüminüun.

g resentel de maniere schema q, La fi ure 3 rep ; ti ué . une machine de service vue de côté. '' .25 Les figûres 4 et .7 illustrent' un mode de réalisation du procédé de changement d'anode selon l'invention:

Les figures 8 à. 10 représentent, de manière schématique, des modes de réalisation des moyens de détection dé la position d'une anode selon l'invention. 5 anode change of one. sene.
g of cells. of production of aluininilim by eléctr = 1.
olysé zgnee, = lâdrte machme c om for at least one handling tool of anode co, Improving an organ of positionneni, ent, an organ of prehsen and one . ,.,,,. ,. =, = ' vertical position sensor of the organ ~ 'of' prehensiôn, and õëtant çâractëriseeen this: ~ =, it includes in addition to said measuring system. , The invention also relates to tuie service unit of a. factory production of aluniiniuni pas, igneous electrolysis compiena.nt a bridge nlobile and au a serving machine according to the invention.

The invention is described in more detail and with the aid of the figures annexed., afiuré
L g 1 illustrates, seen in. section, an electrolite settee is typically intended for the,;, production of aluniinium and comprising a service unit represented by way _. . .m_ ;, _ schéatique =
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrolysis cell.
is typical intended for the production of alüminüun.

g resentel in a way schema q, Fig. 3 rep; ti ue. a service machine seen from the side. '' .25 Figs. 4 and 7 illustrate one embodiment of the process of change anode according to the invention:

Figures 8 to. 10 schematically represent modes of production means for detecting the position of an anode according to the invention.

6 Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une zone de production d'aluminium liquide qui comprend, une ou plusieurs salles ,. .
d'électrolyse (1). Tel qu'illustré à la-figure 1, chaque salle'd'électrolyse (1) comporte .
des :cellules d'électrolyse (2) et au moins une unité de service (4): ,Les unités de.: .
service sont souvent'appelées "machines de service électrolyse" ou "M.S.E"
("PTA"
:..,, . , . , ,... ., ou "Pot Teinding Assembly" ou "PTM" ou "Pot'Tending Machirie" en langue anglâise) ,. .
,: , ..

Les cellules d'électrolyse (2) sont normâ.lement disposées en rangeès oiz files, chaqûe rangée ou filé comportant typiquement pXus d'un'e centame de cellules et-raccordees ëlectriquement en serie à l'aide de condùctëurs de liaison, Les: cellules (2) sont disposees de , manière à dégager ,dés voies de circulatibn .(3) entre les:
cellules ët le , longde la,salle d'électrôlyse (1). 15 Tel gu'illustre. à lâ . fi 're- 2, chaqùe cellule d'électrolyse O 2 compre' gund une cuve (2');
uné structüre de suppôrt (35) appelée "superstructure" et une plùralitéd'anodes (20,'' 20'). La cuve (2') comprend un, caisson (26) en acier, un revêtement intérieur. (27, 28), quï est généralement formé par des blocs en ~ matériâux réfractaires, et un ense mble, - que 30); qur' comprenddes' blocs en matériau' carboné' (29), .
éathodi 9, '~~ (~ . . .
appelés blocs, cathodiques", et des barres de, raccordément métalliques (30) :
auxqûelles sont fixés les ôonducteurs élèctrique's (31) 'servant à
l'achemïnemént dû
courâ.nt d'électrolyse: Les anodes' (20, 20') comportent au:moins un bloc anôdique '.' -(21, 21') en matériau carboné précuit et une tige métallique (22, 22'):' Les blocs anodiques (21, 21') ont typiquement une forme parallélépipédique:,.Lâ tige (22, 22')' est typiquement fixée au(x) blo,c(s) anodique(s) (21, 21') par l'intermédiaire d'un élément de fixation (22a; 22a'), généralement appelé "multipode"; qui est ancré dans le(s) bloc(s) anodique(s) (typiquement à l'aide de fonte). Les anodes (20, 20') sont fixées de manière amovible à un cadre métallique mobile (23), appelé "cadre anodique", par des moyens de fixation mécaniques (24, 25) comprenant typiquement un connecteur (24) et des crochets (25). Le cadre mobile (23) est porté par la superstructure (35) et fixé à des conducteurs électriques (non illustrés) servant à
l'acheminement du courant d'électrolyse. 6 Electrolysis plants for aluminum production include a liquid aluminum production area which includes, one or more rooms ,. .
electrolysis (1). As illustrated in FIG. 1, each electrolysis room (1) has.
electrolytic cells (2) and at least one service unit (4):
units of .:.
service are often called "electrolysis service machines" or "MSE"
( "PTA"
: .. ,,. ,. , , ...., or "Pot Teinding Assembly" or "PTM" or "Pot'Tending Machirie" in language English) ,. .
,:, ..

The electrolysis cells (2) are normally arranged in rows oiz files, chaqûe row or yarn typically having pXus of one centam of cells and CONNECTED
Electrically in series using binding conditors, the: cells (2) are arranged, so as to clear, ways of circulatibn. (3) between:
cells and the, along the electrolysis room (1). 15 As illustrated. to the . fi 're 2, each O 2 electrolysis cell comprises gund a tank (2 ');
a support structure (35) called a "superstructure" and a a lot of anodes (20, '' 20 '). The tank (2 ') comprises a steel box (26), a coating inside. (27, 28), which is generally formed by refractory material blocks, and a ense mble, - only 30); that includes 'carbon' material blocks (29),.
Eathodi 9, '~~ (~.
referred to as "cathode" blocks, and metal connector bars (30):
to which are fixed the electric conductors (31) serving the delivery was due Electrodes: The anodes (20, 20 ') have at least one block anodic '.' - (21, 21 ') precured carbon material and a metal rod (22, 22'):
blocks anodes (21, 21 ') typically have a parallelepipedal shape:.
(22, 22 ')' is typically attached to anode (s) (21, 21 ') via a fastening element (22a; 22a '), generally called "multipode"; who is anchored in the anode block (s) (typically using cast iron). Anodes (20, 20 ') are removably attached to a movable metal frame (23), referred to as a "frame anodic ", by mechanical fixing means (24, 25) comprising typically a connector (24) and hooks (25). The mobile frame (23) is carried by the superstructure (35) and attached to electrical conductors (not shown) serving the routing of the electrolysis current.

7 Une cellule d'électrolyse (2) comporte généralement un système de capotage (36), comprenant typiquement une série de capots, pour confiner les effluents à
l'intérieur de la cellule, et des moyens (non illustrés) pour évacuer les effluents et les diriger vers un centre de traitement.

Le revêtement intérieur (27, 28) et les blocs cathodiques (29) forment, à
l'intérieur de la cuve (2'), un creuset apte à contenir le bain d'électrolyte (33) et une nappe de métal liquide (32) lorsque la cellule est en fonctionnement. En général, une couverture d'alumine et de bain solidifié (34) recouvre le bain d'électrolyte et tout ou partie des anodes.

Les anodes (20, 20'), et plus précisément des blocs anodiques (21, 21'), sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte (33), qui contient de l'alumine dissoute. La surface inférieure (21 a, 21 a') des anodes est typiquement essentiellement plane et parallèle à la surface supérieure (29') des blocs cathodiques (29), qui est généralement horizontale. La distance entre la surface inférieure des anodes et la surface supérieure des blocs cathodiques, dite "distance anode-cathode", est un paramètre important dans la régulation des cellules d'électrolyse. La distance anode-cathode est généralement contrôlée avec une grande précision.

Les blocs anodiques (21, 21') sont progressivement consommés en utilisation.
Afin de compenser cette usure, il est de pratique courante d'abaisser progressivement les anodes (20, 20') en déplaçant régulièrement le cadre mobile (23) vers le bas.
En outre, tel qu'illustré à la figure 2, les blocs anodiques (21, 21') sont généralement à
des degrés d'usure différents. Par conséquent, la position de l'anode de remplacement (20"), communément appelé "anode neuve", par rapport au cadre mobile (23) est généralement ajustée à chaque changement d'anode. Plus précisément, la position des anodes est ajustée de façon à mettre sur un plan commun la surface dite "inférieure"
(21 a, 21 a', 21 a") des blocs anodiques (21, 21', 21 "), c'est-à-dire la surface des blocs anodiques qui est destinée à être immergée dans le bain électrolytique (33) contenu dans la cellule d'électrolyse (2) et à être parallèle à la surface supérieure (29') du ou 7 An electrolysis cell (2) generally comprises a rollover system (36) typically comprising a series of covers, to confine the effluents to interior of the cell, and means (not shown) for discharging the effluents and lead to a treatment center.

The inner lining (27, 28) and the cathode blocks (29) form, at the interior of the tank (2 '), a crucible adapted to contain the electrolyte bath (33) and a metal tablecloth liquid (32) when the cell is in operation. In general, a blanket of alumina and solidified bath (34) covers the electrolyte bath and all or part of anodes.

The anodes (20, 20 '), and more precisely anode blocks (21, 21'), are partially immersed in the electrolyte bath (33), which contains alumina dissolved. The lower surface (21a, 21a ') of the anodes is typically essentially plane and parallel to the upper surface (29 ') of the cathode blocks (29), who is generally horizontal. The distance between the lower surface of the anodes and the upper surface of cathode blocks, called "anode-cathode distance", is a important parameter in the regulation of electrolysis cells. The distance anode-cathode is usually controlled with great accuracy.

The anode blocks (21, 21 ') are gradually consumed in use.
To to compensate for this wear, it is common practice to lower gradually anodes (20, 20 ') by regularly moving the movable frame (23) downwards.
In in addition, as shown in FIG. 2, the anode blocks (21, 21 ') are usually at different degrees of wear. Therefore, the position of the anode of replacement (20 "), commonly referred to as" new anode ", with respect to the movable frame (23) is usually adjusted for each change of anode. More specifically, the position of anodes is adjusted so as to put on a common plane the so-called surface "Lower"
(21a, 21a ', 21a ") of the anode blocks (21, 21', 21"), i.e.
block surface anodic which is intended to be immersed in the electrolytic bath (33) contents in the electrolysis cell (2) and to be parallel to the upper surface (29 ') of or

8 des blocs cathodiques (29). En pratique, l'anode de remplacement (20") est placée de manière à ce que, après avoir atteint sa température de fonctionnement, sa surface inférieure (21 a") se situe au niveau de la surface inférieure (21 a') de l'anode usée (20') qu'elle remplace. Ladite surface inférieure (21 a, 21 a', 21 a") des blocs anodiques (21, 21', 21 ") est généralement essentiellement plane.

L'unité de service (4) sert à effectuer des opérations sur les cellules (2) telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation en bain broyé
et en AIF3 des cellules d'électrolyse. Elle peut également servir à
manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide. ou des anodes.

Tel qu'illustré aux figures 1 et 3, l'unité de service (4) comprend un pont mobile (5) qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse (2) et une machine de service (6). La machine de service (6) comporte un chariot mobile (7) et un module de service (8) équipé de plusieurs organes de manutention et d'intervention (10), tels que des outils (pelles, clés, piqueurs,...). Tel qu'illustré à la figure 3, le module de service (8) comporte typiquement une tourelle (8') montée sur le chariot (7) de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical V en utilisation. Les organes de manutention et d'intervention (10) sont typiquement fixés à la tourelle. Le module de service (8) peut également comporter une cabine de contrôle (16) pour les opérateurs.
Le pont mobile (5) repose et circule sur des chemins de roulement (9, 9') disposés parallèlement l'un à l'autre et à l'axe principal du hall (et de la file de cellules). Le pont mobile (5) peut ainsi être déplacé le long de la salle d'électrolyse (1).
Le chariot mobile (7) peut être déplacé le long du pont mobile (5).

Tel qu'illustré à la figure 3, les machines de service (6) utilisées pour les opérations de changement d'anode sont équipées d'un ensemble déterminé d'outils (10), à
savoir typiquement un piqueur (lla), une pelle à godets (12a), un organe de préhension d'anode (appelé "pince à anodes") (13a) et une trémie (14) munie d'un conduit escamotable (15). Le piqueur (lla) sert à briser la croûte d'alumine et de bain 8 cathode blocks (29). In practice, the replacement anode (20 ") is placed so that, after reaching its operating temperature, its area (21 a ") is located at the lower surface (21 a ') of the used anode (20 ') that it replaces. Said lower surface (21a, 21a ', 21a ") of anodic blocks (21, 21 ', 21 ") is generally substantially planar.

The service unit (4) is used to perform operations on the cells (2) such as anode changes or the filling of feed hoppers in crushed bath and in AIF3 electrolysis cells. It can also be used to handle various loads, such as tank elements, metal pockets liquid. or some anodes.

As illustrated in FIGS. 1 and 3, the service unit (4) comprises a bridge mobile (5) which can be translated over the electrolysis cells (2) and a machine of service (6). The service machine (6) comprises a movable carriage (7) and a module service (8) equipped with several handling and intervention devices (10), such only tools (shovels, keys, biters, ...). As illustrated in Figure 3, the module of service (8) typically comprises a turret (8 ') mounted on the carriage (7) of so as to be able to pivot around a vertical axis V in use. The organs of handling and intervention (10) are typically attached to the turret. The module of service (8) may also include a control booth (16) for operators.
The moving bridge (5) rests and circulates on raceways (9, 9 ') willing parallel to each other and to the main axis of the hall (and the line of cells). The moving bridge (5) can thus be moved along the electrolysis room (1).
Carriage mobile (7) can be moved along the movable bridge (5).

As illustrated in FIG. 3, the service machines (6) used for operations the anode changeover are equipped with a determined set of tools (10), know typically a breaker (11a), a shovel bucket (12a), an organ prehension anode (called "anode clamp") (13a) and a hopper (14) provided with a conduit retractable (15). The piercer (lla) serves to break the crust of alumina and bath

9 solidifié (34) qui couvre généralement tout ou partie des anodes de la cellule ; la pelle à godets (12a) sert à dégager l'emplacement de l'anode, après le retrait de l'anode usée, par enlèvement des matières solides (telles que des morceaux de croûte et de l'alumine) qui s'y trouvent ; la pince à anodes (13a) sert à saisir et à
manipuler les anodes par leur tige, notamment pour l'enlèvement des anodes usées d'une cellule d'électrolyse et la mise en place d'anodes neuves dans la cellule d'électrolyse ; le conduit escamotable (15) sert à introduire de l'alumine et/ou du bain broyé
dans la cellule d'électrolyse, de manière à reformer une couche de revêtement, après la mise en place d'une anode neuve. Le piqueur (l 1 a), la pelle à godets (12a) et la pince à
anodes (13a) sont typiquement montés à l'extrémité inférieure d'un organe de positionnement (l lb, 12b, 13b), tel qu'un mât ou un bras télescopique.
L'expression "outil de manutention d'anode" (13) désigne l'ensemble comprenant un organe de préhension d'anode (13a) et un organe de positionnement (13b).

Pour la mise en oeuvre de l'invention, la machine de service (6) comporte au moins un outil de manutention d'anode (13) muni d'un organe de positionnement (13b), d'un organe de préhension (13a) et d'un capteur de position verticale (13c) de l'organe de préhension.

Le procédé de changement d'une anode d'une cellule (2) de production d'aluminium par électrolyse comportant une pluralité d'anodes (20, 20') comporte typiquement les étapes de base suivantes :
- on place une machine de service à proximité de l'anode usée déterminée (20') ;
- on retire les capots (36) situés à proximité de l'anode usée (20') ;
- on immobilise le cadre mobile (23) auquel sont fixées les anodes (20, 20') ;
- on saisit la tige métallique de l'anode usée (20') à l'aide d'un outil de manutention d'anode (13), et plus précisément à l'aide d'un organe de préhension (13a) ;
- on défait la fixation mécanique (24) de l'anode usée ;
- on retire l'anode usée (20') de la cellule d'électrolyse à l'aide dudit outil de manutention (13) ;

- on dépose l'anode usée (20') dans un endroit déterminé ;

- on saisit une anode de remplacement (20") à l'aide d'un outil de manutention (13), généralement le même outil que celui qui a servi à manutentionner l'anode usée ;
- on détermine une position verticale pour l'anode de remplacement (20") ;
- on place l'anode de remplacement (20") à la position verticale déterminée dans 5 l'emplacement initialement occupé par l'anode usée ;
- on fixe l'anode de remplacement (20") sur le cadre mobile (23) à l'aide d'un moyen fixation mécanique (24)'.

Selon l'invention, on détermine une position verticale pour l'anode de remplacement 9 solidified material (34) which generally covers all or part of the anodes of the cell ; the shovel bucket (12a) serves to clear the location of the anode after removal of spent anode by removing solids (such as pieces of crust and alumina) found there; the anode clamp (13a) serves to grip and manipulate the anodes by their rod, in particular for the removal of spent anodes from a cell electrolysis and the placement of new anodes in the cell electrolysis; the retractable conduit (15) serves to introduce alumina and / or crushed bath in the electrolysis cell, so as to reform a coating layer, after setting in place of a new anode. The breaker (l 1 a), the shovel bucket (12a) and the forceps anodes (13a) are typically mounted at the lower end of a positioning (1 lb, 12b, 13b), such as a mast or a telescopic arm.
Expression "anode handling tool" (13) means the assembly comprising an anode gripper (13a) and a positioning member (13b).

For the implementation of the invention, the service machine (6) comprises at least one less an anode handling tool (13) provided with a positioning member (13b), a gripping member (13a) and a vertical position sensor (13c) of the organ of gripping.

The process of changing an anode of a production cell (2) aluminum by electrolysis comprising a plurality of anodes (20, 20 ') comprises typically the following basic steps:
a service machine is placed near the determined used anode (20 ') ;
the covers (36) are removed near the worn anode (20 ');
the moving frame (23) to which the anodes (20, 20 ') are fixed;
the metal rod of the spent anode (20 ') is grasped using a tool of handling anode (13), and more specifically with the aid of a gripping member (13a);
the mechanical fastener (24) of the worn anode is undone;
the used anode (20 ') is removed from the electrolysis cell by means of said tool of handling (13);

the used anode (20 ') is deposited in a determined location;

- a replacement anode (20 ") is captured using a handling tool (13) usually the same tool used to handle the used anode ;
a vertical position is determined for the replacement anode (20 ");
the replacement anode (20 ") is placed at the determined vertical position in The location initially occupied by the spent anode;
the replacement anode (20 ") is fixed to the mobile frame (23) by means of a mechanical fastening means (24) '.

According to the invention, a vertical position is determined for the anode of replacement

10 (20") à l'aide de mesures effectuées lors de la manutention des anodes. Ces mesures portent, d'une part, sur la position de l'outil de manutention d'anode et, d'autre part, sur le passage des anodes à travers un axe déterminé ou un plan déterminé hors de la cellule d'électrolyse. A cette fin, d'une part, on crée un axe ou un plan de référence immatériel, délimités par des ondes sonores ou électromagnétiques, et on détecte le passage des anodes à travers cet axe ou ce plan à l'aide d'un système de détection d'ondes sonores ou électromagnétiques. D'autre part, on utilise un outil de manutention d'anode (13) comprenant un capteur de position verticale (13c) de l'organe de préhension (13a), et on mesure les déplacements de l'organe de préherision au cours des opérations de manutention des anodes. On détermine la position verticale de l'anode de remplacement à partir des mesures de déplacement de l'organe de préhension à des moments déterminés, à savoir la prise de l'anode usée, le passage de l'anode usée à travers l'axe ou le plan déterminé et le passage de l'anode de remplacement à travers l'axe ou le plan déterminé.

Dans le mode de réalisation de l'invention qui est illustré aux figures 4 à 7, on procède comme suit :

- on produit au moins un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (51) dans un axe déterminé ou un plan de référence déterminé (50) (figure 4) ;
- on positionne un outil de manutention d'anodes (13) comportant un capteur de position verticale (13c) de l'organe de préhension (13a) au niveau d'une anode usée déterminée (20') et on place un organe de préhension (13a) en position de saisie de la tige métallique (22') de cette anode (20') (figure 4) ; 10 (20 ") using measurements made during the handling of the anodes.
measures on the one hand, on the position of the anode handling tool and, on the other hand, on the passage of the anodes through a determined axis or a specific plane out of the electrolysis cell. To this end, on the one hand, we create an axis or a plan of reference immaterial, delimited by sound or electromagnetic waves, and detects the passage of the anodes through this axis or plane using a system of detection sound or electromagnetic waves. On the other hand, a tool of anode handling (13) comprising a vertical position sensor (13c) of the gripping member (13a), and measuring the movements of the pre-treatment during anode handling operations. We determine the vertical position of the replacement anode from the measurements of moving from the gripping member at specific moments, namely the taking of the anode worn, the passage of the spent anode through the determined axis or plane and the passage of anode replacement through the specified axis or plane.

In the embodiment of the invention which is illustrated in FIGS. 4 to 7, we proceeds as follows:

at least one beam of sound or electromagnetic waves is produced (51) in a given axis or a determined reference plane (50) (FIG. 4);
positioning an anode handling tool (13) comprising a sensor of vertical position (13c) of the gripping member (13a) at an anode waste determined (20 ') and a gripping member (13a) is placed in a position of seizure of the metal rod (22 ') of this anode (20') (Figure 4);

11 - on saisit la tige métallique (22') d'une anode usée déterminée (20') à
l'aide de l'organe de préhension (13a) d'un outil de manutention d'anode (13) et, à
l'âide du capteur de position, on mesure une première distance verticale A parcourue par l'organe de préhension (figure 4) ;
- on défait la fixation mécanique (24) de l'anode usée (20'), on retire l'anode usée (20') de la cellule d'électrolyse à l'aide dudit outil de manutention (13), on fait passer le(s) bloc(s) anodique(s) (21') de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et, à l'aide dudit capteur de position, on mesure une deuxième distance verticale B parcourue par l'organe de préhension au moment où la surface de référence (21 a') de l'anode traverse ledit faisceau (figure 5) ;
- on saisit la tige métallique (22") d'une anode de remplacement (20") à
l'aide d'un organe de préhension (13a), on fait passer le(s) bloc(s) anodique(s) (21") de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et, à l'aide dudit capteur de position, on mesure une troisième distance verticale C parcourue par l'organe de préhension au moment où la surface de référence (21 a") de l'anode traverse ledit faisceau (figure 6) ;
- on détermine la position verticale de l'anode de remplacement (20") dans la cellule à partir des valeurs obtenues pour lesdites première, deuxième et troisième distances parcourues (A, B et C), et on place l'anode de remplacement (20") à
cette position verticale dans l'emplacement initialement occupé par l'anode usée (figure 7) ~
- on fixe l'anode de remplacement (20") sur le cadre mobile (23) à l'aide d'un moyen fixation mécanique (24).

Lesdites mesures de distance peuvent être effectuées pendant les manipulations normales de remplacement des anodes usées. L'invention permet ainsi de limiter sensiblement les opérations de manutention requises pour déterminer la position de l'anode de remplacement.

De préférence, on utilise le même organe de préhension (13a) pour manutentionner une anode usée déterminée (20') et l'anode de remplacement (20") destinée à la remplacer. Cette variante permet d'éviter un étalonnage des capteurs d'outils distincts 11 the metal rod (22 ') of a determined spent anode (20') is seized at help from the gripping member (13a) of an anode handling tool (13) and, the assistant position sensor, we measure a first vertical distance A traveled by the grasping member (Figure 4);
- the mechanical fastener (24) of the worn anode (20 ') is removed, the used anode (20 ') of the electrolysis cell with the aid of said handling tool (13), passed the anode block (s) (21 ') of this anode through said beam in one vertical movement and, with the aid of said position sensor, a measurement of second vertical distance B traveled by the gripping member when the surface of reference (21 a ') of the anode passes through said beam (FIG. 5);
the metal rod (22 ") is seized from a replacement anode (20") to using a gripping member (13a), the anode block (s) (21 ") is passed through this anode through said beam in a vertical motion and, with the aid of said sensor position, we measure a third vertical distance C traveled by the organ of when the reference surface (21 a ") of the anode passes through said beam (Figure 6);
the vertical position of the replacement anode (20 ") in the cell from the values obtained for said first, second and third distances traveled (A, B and C), and the replacement anode (20 ") is placed at this vertical position in the location initially occupied by the spent anode (Figure 7) ~
the replacement anode (20 ") is fixed to the mobile frame (23) by means of a mechanical fastening means (24).

Said distance measurements can be made during the manipulations normal replacement of used anodes. The invention thus makes it possible to limit substantially the handling operations required to determine the position of the replacement anode.

Preferably, the same gripping member (13a) is used to handle a determined spent anode (20 ') and the replacement anode (20 ") for the replace. This variant avoids calibration of the tool sensors separate

12 et les différences de mesure de distance inhérentes à l'utilisation d'outils distincts.
Dans ce cas, on dépose l'anode usée (20') dans un endroit déterminé avant de saisir la tige métallique (22") de l'anode de remplacement (20") avec l'organe de préhension (13a).

Ladite première distance (A) peut être mesurée avant ou après avoir saisi la tige (22') de l'anode usée (20'). Cette distance est de préférence mesurée après avoir saisi la tige (22') et après avoir mis l'outil de manutention (13) sous tension mécanique, afin de rattraper les éventuels jeux mécaniques et d'améliorer la précision de la mesure.

La surface de référence (21 a, 21 a', 21 a") des anodes est de préférence la surface dite "inférieure" du (des) bloc(s) anodique(s) (21, 21', 21 ").

Afin de limiter les mouvements de manutention des anodes, on mesure de préférence ladite distance verticale B lors d'un mouvement vers le bas d'une anode usée (20'), typiquement lors du dépôt de l'anode dans l'endroit déterminé, qui est généralement une palette ou un véhicule (40, 40') destinés à son évacuation. Dans ce but, ledit faisceau est disposé à une hauteur déterminée au-dessus dudit endroit déterminé.

Afin de limiter les mouvements de manutention des anodes, on mesure de préférence ladite distance verticale C lors d'un mouvement vers le haut d'une anode de remplacement (20"), typiquement lors de l'enlèvement de l'anode d'un endroit de stockage temporaire, qui est généralement une palette ou un véhicule (40, 40") utilisés pour sa fourniture. Dans ce but, ledit faisceau est disposé à une hauteur déterminée au-dessus dudit endroit de stockage.

La position verticale d'une anode de remplacement (20") correspond à une distance verticale A' parcourue par l'organe de préhension (13a) lors de la mise en place de l'anode de remplacement dans l'emplacement initialement occupé par une anode usée déterminée. En pratique, lors de la mise en place de l'anode de remplacement, on stoppe le mouvement de descente de l'organe de préhension lorsque la distance parcourue par celui-ci est égale à A'. La distance verticale A' est typiquement donnée 12 and differences in distance measurement inherent to the use of tools distinct.
In this case, the used anode (20 ') is deposited in a determined location before grab the metal rod (22 ") of the replacement anode (20") with the prehension (13a).

Said first distance (A) can be measured before or after entering the stem (22 ') spent anode (20 '). This distance is preferably measured after seized rod (22 ') and after putting the handling tool (13) under tension mechanical, so to make up for any mechanical games and improve the accuracy of the measured.

The reference surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes is preferably the so-called surface "lower" of the anode block (s) (21, 21 ', 21 ").

In order to limit anode handling movements, we measure preference said vertical distance B during a downward movement of a worn anode (20 '), typically when depositing the anode in the determined location, which is usually a pallet or a vehicle (40, 40 ') for its evacuation. For this reason, said beam is disposed at a predetermined height above said location determined.

In order to limit anode handling movements, we measure preference said vertical distance C during an upward movement of an anode of replacement (20 "), typically when removing the anode from a location of temporary storage, which is usually a pallet or vehicle (40, 40 ") used for its supply. For this purpose, said beam is disposed at a height determined above said storage location.

The vertical position of a replacement anode (20 ") corresponds to a distance A 'traversed by the gripping member (13a) during the setting place of the replacement anode in the site initially occupied by an anode waste determined. In practice, when setting up the replacement anode, we stops the descent movement of the gripping member when the distance traveled by it is equal to A '. The vertical distance A 'is typically given

13 par la relation A' = A B + C + D, où D est un terme de correction pour prendre en compte la mise en régime de fonctionnement de l'anode de remplacement dans la cellule.

Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on remplace les anodes usées (20') une à une par des anodes de remplacement (20").

Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on remplace au moins deux anodes usées (20') à la fois par des anodes de remplacement (20").
Dans ce cas, lesdites distances A, B et C sont mesurées, et ladite distance A' déterminée, pour chacun des couples anode usée (20') / anode de remplacement (20"). Ce mode de réalisation de l'invention est avantageusement mis en oeuvre en utilisant une machine de service (6) comportant un nombre d'outils de manutention d'anode (13) au moins égal au nombre des anodes usées qui sont remplacées simultanément.

Le capteur de position (13c) sert à mesurer la distance parcourue verticalement par l'organe de préhension (13a) lors des manutentions d'anodes. Les distances sont données par rapport à un niveau de référence N, qui peut être quelconque. Le niveau de référence N est de préférence le même pour toutes les mesures de distance lors d'un même changement d'anode afin de simplifier les calculs et d'éviter d'introduire des incertitudes dans la détermination de la position finale de l'anode de remplacement.

Le capteur de position (13c) peut-être, par exemple, un encodeur à câble ou un télémètre laser. Le capteur de position est avantageusement intégré à l'outil de manutention d'anode (13). Typiquement, le capteur de position (13c) est fixé
rigidement à la partie fixe de l'organe de positionnement (13b) de l'outil de manutention d'anode (13) ; il permet de mesurer la distance relative d'un point déterminé solidaire de l'organe de préhension. Par exemple, le capteur de position peut être fixé au coulissant d'un bras ou mât télescopique auquel est fixé
l'organe de préhension. 13 by the relation A '= AB + C + D, where D is a correction term to take in account the operating regime of the replacement anode in the cell.

According to one embodiment of the method according to the invention, the anodes (20 ') one by one by replacement anodes (20 ").

According to another embodiment of the method according to the invention, it replaces at minus two spent anodes (20 ') at a time by replacement anodes (20 ").
In in this case, said distances A, B and C are measured, and said distance A ' determined, for each of the spent anode (20 ') / replacement anode (20 ") pairs.
fashion embodiment of the invention is advantageously implemented using a service machine (6) having a number of anode handling tools (13) at least equal to the number of worn anodes that are replaced simultaneously.

The position sensor (13c) is used to measure the distance traveled vertically by the gripping member (13a) during handling of anodes. The distances are data with respect to a reference level N, which may be arbitrary. The level N is preferably the same for all distance measurements then the same anode change to simplify calculations and avoid to introduce uncertainties in determining the final position of the anode of replacement.

The position sensor (13c) may be, for example, a cable encoder or a Laser rangefinder. The position sensor is advantageously integrated into the tool of anode handling (13). Typically, the position sensor (13c) is fixed rigidly to the fixed part of the positioning member (13b) of the anode handling (13); it makes it possible to measure the relative distance of a point determined integral with the gripping member. For example, the sensor of position can be attached to the sliding arm or telescopic mast to which is attached the organ of gripping.

14 Afin de compenser les jeux éventuels entre les composants de l'outil de manutention d'anode (13) et entre l'organe de préhension d'anode (13a) et une tige d'anode (22, 22'), il est avantageux d'effectuer ladite première mesure de distance parcourue A en traction, c'est-à-dire après avoir mis en tension la chaîne cinématique de l'outil (avant desserrement du connecteur (24) qui maintient la tige de l'anode sur le cadre mobile (23)), car les autres mesures de distance sont faites en traction dans le cadre de l'invention (l'axe ou le plan de référence étant immatériels et l'anode de remplacement étant suspendue à l'organe de préhension lors de l'ajustement de sa position dans la cellule). Afin de pouvoir tenir compte desdits jeux, il est avantageux de munir l'outil de manutention d'anode (13) d'un moyen de mesure de la tension dans l'outil, tel qu'un dynamomètre axial, qui permet de connaître le moment où la chaîne cinématique de l'outil est en traction et de déterminer le moment où
les jeux mécaniques sont tous repris dans le même sens.

Lesdites ondes sonores sont typiquement des ondes ultrasonores.

Lesdites ondes électromagnétiques sont typiquement de la lumière visible, des infrarouges ou des ondes radio. Il est avantageux de générer ledit faisceau (51) à
l'aide d'un laser.

La surface inférieure (21a, 21 a', 21 a") des anodes, notamment des anodes usées, peuvent posséder des irrégularités qui proviennent notamment de défauts de surface, d'une usure irrégulière des anodes ou de dépôts de matière (telle que de l'alumine) lors de l'utilisation des anodes. Afin d'éviter les fausses mesures de distance parcourue provenant d'irrégularités de la surface de référence (21 a, 2l a', 2l a"), on génère de préférence deux ou plusieurs (typiquement trois) faisceaux d'ondes sonores ou électromagnétiques (51) de façon à former un plan de référence déterminé
(50).
Cette variante de l'invention est typiquement mise en oeuvre à l'aide d'un générateur comportant deux ou plusieurs sources d'ondes sonores ou électromagnétiques, c'est-à-dire que chaque faisceau (51) est généré par une source d'ondes distincte (dans le cas des ondes électromagnétiques, chaque source est typiquement un laser).
Dans cette variante, les distances parcourues (B et C) sont avantageusement données par la moyenne des distances parcourues mesurées pour chacun des faisceaux (après avoir éventuellement éliminé une ou des valeurs jugées aberrantes).

Ledit axe déterminé ou le plan de référence déterminé (50) est de préférence 5 sensiblement horizontal. L'anglé entre l'horizontale et ledit axe ou plan de référence déterminé (50) est de préférence inférieur à environ 10 , et de préférence encore inférieur à environ 5 .

Le moment où la surface de référence (21 a', 21 a") d'une anode traverse ledit faisceau 10 peut être déterminé de différentes manières. Selon une manière avantageuse de procéder, qui peut être aisément informatisée, on utilise un générateur (ou émetteur) d'ondes sonores ou électromagnétiques pour produire ledit faisceau et un détecteur (ou récepteur) pour détecter ledit faisceau. Selon un premier mode de réalisation de cette manière de procéder, qui est représenté schématiquement à la figure 8, on 14 In order to compensate for possible games between the components of the handling anode (13) and between the anode gripping member (13a) and anode rod (22, 22 '), it is advantageous to carry out said first distance measurement traveled A in traction, that is to say after having tensioned the kinematic chain of the tool (before loosening the connector (24) that holds the anode rod to the frame mobile (23)), because the other distance measurements are made in tension in the framework of the invention (the reference axis or plane being immaterial and the anode of replacement being suspended from the gripping member during the adjustment of her position in the cell). In order to take account of the said games, it is advantageous providing the anode handling tool (13) with a means for measuring the voltage in the tool, such as an axial dynamometer, which allows to know the moment where the kinematic chain of the tool is in tension and determine the moment when Games all are taken in the same direction.

Said sound waves are typically ultrasonic waves.

The electromagnetic waves are typically visible light, infrared or radio waves. It is advantageous to generate said beam (51) to using a laser.

The lower surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes, in particular anodes waste, may have irregularities resulting in particular from defects in area, uneven wear of the anodes or deposits of material (such as alumina) when using anodes. In order to avoid false measures of distance from irregularities in the reference surface (21a, 21a, 2l a "), one preferably generates two or more (typically three) beams of waves sound or electromagnetic (51) so as to form a determined reference plane (50).
This variant of the invention is typically implemented with the aid of a generator having two or more sources of sound or electromagnetic waves, it is-that is, each beam (51) is generated by a distinct wave source (in the case of electromagnetic waves, each source is typically a laser).
In this variant, the distances traveled (B and C) are advantageously given over there average distance traveled measured for each beam (after to have possibly eliminated one or more values considered aberrant).

Said determined axis or the determined reference plane (50) is preferably 5 substantially horizontal. The angle between the horizontal and the said axis or plane of reference determined (50) is preferably less than about 10, and preferably again less than about 5.

The moment when the reference surface (21 a ', 21 a ") of an anode passes through the said beam 10 can be determined in different ways. In an advantageous manner of proceed, which can be easily computerized, a generator (or transmitter) of sound or electromagnetic waves to produce said beam and a detector (or receiver) for detecting said beam. According to a first mode of realisation of this way of proceeding, which is represented diagrammatically in FIG.
we

15 dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques (54) en regard d'un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (52) de manière à
ce que le détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur (figure 8a). On détecte le moment où la surface de référence (21a', 21 a") d'une anode (20', 20") traverse ledit faisceau lorsque le bloc anodique (2l', 21 ") interrompt la transmission dudit faisceau au détecteur (figure 8b).

Selon un autre mode de réalisation de cette manière de procéder, qui est représenté
schématiquement à la figure 9, on dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques (54) et un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (52) en regard d'une surface réfléchissante (55), tel qu'un miroir, de manière à ce que le détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur et réfléchi par la surface réfléchissante (55) (figure 9a). Ces éléments peuvent être disposés en triangle de manière à former un plan. On détecte le moment où la surface de référence (21 a', 2 l a") d'une anode (20', 20") traverse ledit faisceau lorsque le bloc anodique (21', 21 ") interrompt la transmission dudit faisceau au détecteur (figure 9b). 15 has a sound or electromagnetic wave detector (54) facing a sound or electromagnetic wave beam generator (52) so as to this the detector can detect the beam produced by the generator (figure 8a). We detects when the reference surface (21a ', 21a ") of an anode (20', 20 ") crosses said beam when the anode block (21 ', 21 ") interrupts the transmission from said beam to the detector (Figure 8b).

According to another embodiment of this way of proceeding, which is represent schematically in Figure 9, there is a sound wave detector or electromagnetic means (54) and a sound wave beam generator or electromagnetic means (52) facing a reflective surface (55), such as a mirror, so that the detector can detect the beam produced by the generator and reflected by the reflecting surface (55) (Figure 9a). These elements can be arranged in a triangle so as to form a plane. We detect the moment when the area reference (21 a ', 2 la ") of an anode (20', 20") passes through said beam when the block anode (21 ', 21 ") interrupts transmission of said beam to the detector (Figure 9b).

16 Selon encore un autre mode de réalisation de cette manière de procéder, qui est représenté schématiquement à la figure 10, on dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques (54) et un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (52) de manière à ce que le détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur et réfléchi par le bloc anodique (21, 21") (figure l0a). On détecte le moment où la surface de référence (21a', 21 a") d'une anode (20', 20") traverse ledit faisceau lorsque le bloc anodique (21', 21 ") réfléchit tout ou partie dudit faisceau vers le détecteur (figure lOb). Des essais ont montré que la réflectivité de la surface d'une anode neuve ou usée était suffisante pour permettre un fonctionnement satisfaisant de ce mode de réalisation. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre de regrouper aisément le détecteur et le générateur sur un même organe de positionnement (53).

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide d'un système de mesure comprenant un capteur de position (13c) pour mesurer les distances verticales parcourues par un organe de préhension (13a) d'un outil de manutention d'anode ~,, un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (52), apte à
produire au moins un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (51) dans un axe ou un plan de référence déterminé (50), au moins un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques (54) apte à détecter le passage d'une partie déterminée (21 a, 21 a'; 21 a") d'une anode (20, 20', 20") à travers ledit faisceau et au moins un organe de positionnement (53) auquel est fixé ledit générateur et/ou ledit détecteur.
Le capteur de position (13c) est de préférence intégré à l'outil de manutention d'anode (13). Le générateur (52) comporte typiquement une source pour chaque faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques (52). Dans la variante de l'invention où
les faisceaux sont formés d'ondes électromagnétiques, le générateur comporte avantageusement au moins un laser.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le ou chaque organe de positionnement (53) du système de mesure est, directement ou indirectement, fixé à une voie de circulation (3) ou posé sur celle-ci. 16 According to yet another embodiment of this way of proceeding, which is schematically shown in FIG. 10, a wave detector is sound or electromagnetic (54) and a sound wave beam generator or electromagnetic means (52) so that the detector can detect the beam produced by the generator and reflected by the anode block (21, 21 ") (FIG.
l0a). We detects when the reference surface (21a ', 21a ") of an anode (20', 20 ") crosses said beam when the anode block (21 ', 21 ") reflects all or part of said beam to the detector (Figure 10b). Tests have shown that reflectivity of the the surface of a new or worn anode was sufficient to allow a operation satisfactory of this embodiment. This embodiment presents the advantage of allow to easily group the detector and the generator on the same organ of positioning (53).

The method according to the invention can be implemented using a system of measured comprising a position sensor (13c) for measuring vertical distances traversed by a gripping member (13a) of an anode handling tool ~ ,, a sound or electromagnetic wave beam generator (52), suitable at produce at least one beam of sound or electromagnetic waves (51) in a axis or a determined reference plane (50), at least one wave detector sound or electromagnetic (54) capable of detecting the passage of a determined part (21 a, 21 a '; 21 a ") of an anode (20, 20 ', 20") through said beam and at least an organ positioning device (53) to which is fixed said generator and / or said detector.
The Position sensor (13c) is preferably integrated with the handling tool anode (13). The generator (52) typically has a source for each beam sound or electromagnetic waves (52). In the variant of the invention where the beams are formed of electromagnetic waves, the generator comprises advantageously at least one laser.

In one embodiment of the invention, the or each positioning (53) of the measuring system is, directly or indirectly, attached to a of circulation (3) or placed on it.

17 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système de mesure est intégré à
une unité de service (4) destinée aux opérations de changement d'anodes. Ce mode de réalisation de l'invention facilite le déplacement et le positionnement du système de mesure. Il permet en outre d'effectuer les mesures nécessaires au positionnement d'une anode de remplacement lors des mouvements de manutention normaux d'une anode usée et d'une anode de remplacement. Le système de mesure selon l'invention est de préférence intégré à la machine de service (6) de ladite unité de service (4), et de préférence encore au module (8) de ladite machine de service (6). Dans ces cas, le capteur de position verticale (13c) de l'organe de préhension (13a) du système de mesure est typiquement celui dont est muni l'outil de manutention d'anode (13). Dans ces variantes, le ou chaque organe de positionnement (53) du système de mesure est, directement ou indirectement, fixé à une unité de service (4), à une machine de service (6) ou à un module de service (8).

Le ou chaque organe de positionnement (53) du système de mesure est typiquement ün bras ou un mât télescopique. Lorsque le système de mesure est intégré à une unité
de service (4), le générateur (52) et/ou le détecteur (54) sont typiquement fixés dans la partie basse de l'organe de positionnement (53).

Les mesures de distance parcourue (A, B, C, A') peuvent être effectuées avec ou sans l'intervention d'un opérateur. Par exemple, le détecteur peut émettre un signal électrique, lumineux ou sonore lorsque la surface de référence déterminée d'une anode traverse le ou les dits faisceaux et un opérateur peut enregistrer la valeur de distance parcourue par l'organe de préhension donnée par le capteur de position au moment de l'émission dudit signal. La détermination de la distance A' correspondant à la position de l'anode de remplacement peut également être effectuée par un opérateur à l'aide des valeurs obtenues pour les première, deuxième et troisième distances parcourues (A, B et C). Afin d'alléger la tâche des opérateurs et d'éviter les erreurs de calcul, la mesure des dites distances (A, B, C, A') est avantageusement effectuée en tout ou partie de manière informatique. Par exemple, le passage de la surface de référence (21 a, 21 a', 21 a") des anodes à travers ledit faisceau peut déclencher électriquement ou électroniquement la mesure du capteur de position et 17 In another embodiment of the invention, the measurement system is integrated with a service unit (4) for anode changing operations. This fashion embodiment of the invention facilitates the movement and positioning of the system measurement. It also makes it possible to take the necessary measures to positioning of a replacement anode during normal handling movements of a worn anode and a replacement anode. The measuring system according to the invention is preferably integrated with the service machine (6) of said service (4), and preferably again to the module (8) of said service machine (6). In these case, the vertical position sensor (13c) of the gripping member (13a) of the system of measurement is typically the one provided with the anode handling tool (13). In these variants, the or each positioning member (53) of the measuring system is, directly or indirectly, attached to a service unit (4), to a machine of service (6) or to a service module (8).

The or each positioning member (53) of the measuring system is typically an arm or a telescopic mast. When the measuring system is integrated into a unit the generator (52) and / or the detector (54) are typically set in the lower part of the positioning member (53).

The distance traveled measurements (A, B, C, A ') can be made with or without the intervention of an operator. For example, the detector may emit signal electric, bright or sound when the reference surface determined a anode passes through said beam (s) and an operator can record the value distance traveled by the gripping member given by the sensor of position at moment of transmission of said signal. The determination of the distance A ' corresponding at the position of the replacement anode can also be performed by a operator using the values obtained for the first, second and third distances covered (A, B and C). In order to lighten the task of operators and to avoid calculation errors, the measurement of the said distances (A, B, C, A ') is advantageously performed in whole or in part in a computer manner. For example, the passage of the reference surface (21a, 21a ', 21a ") anodes through said beam can electrically or electronically trigger the position sensor measurement and

18 l'enregistrement de la distance correspondante. Le système de mesure comporte avantageusement un dispositif pour enregistrer les mesures effectuées et pour déterminer ladite position verticale de l'anode de remplacement (20").

Le générateur (52) et le détecteur (54) peuvent se situer sur un même organe de positionnement (53) ou sur des organes de positionnement distincts. Le générateur (52) et détecteur (54) peuvent éventuellement être intégrés dans un même dispositif. 18 the recording of the corresponding distance. The measuring system comprises advantageously a device for recording the measurements made and for determining said vertical position of the replacement anode (20 ").

The generator (52) and the detector (54) can be located on the same organ of positioning (53) or on separate positioning members. The generator (52) and detector (54) can optionally be integrated into the same device.

Claims

1. A method of changing the anode of an aluminum production cell by igneous electrolysis (2) comprising a plurality of anodes (20, 20 ', 20 "), said cell (2) containing an electrolytic bath (33) and comprising at least one block cathode (29), each anode comprising at least one anode block (21, 21 ', 21 ") and a metal rod (22, 22 ', 22") and being removably attached has a movable metal frame (23) by mechanical fastening means (24, 25), each anode block having a reference surface (21a, 21a ', 21a "), method by which at least one determined spent anode (20 ') is replaced by a replacement anode (20 ") using at least one handling tool anode (13) comprising a positioning member (13b), a (13a) and a vertical position sensor (13c) of the in which the position sensor (13c) of the each anode handling tool (13) for measuring distances traveled vertically by the or each gripping member (13a) with respect to a reference level N, characterized in that at least one beam is produced sound or electromagnetic waves (51) in a reference axis or plane determined (50), and in that for each determined spent anode (20 '):
a gripping member (13a) is placed in the gripping position of the rod metal (22 ') of the spent anode (20') and measuring the vertical distance A
traveled by the gripping member (13a) to reach said position;
the used anode (20 ') is removed from the electrolysis cell, the block anode (21 ') of this anode through said beam (51) in one movement vertically and measure the vertical distance B traveled by the organ of gripping (13a) when the reference surface (21a ') of this anode crosses said beam;
the metal rod (22 ") is seized from a replacement anode (20") to ugly of a gripping member, the anode block (21 ") is passed through this anode to through said beam (51) in a vertical movement and the distance is measured vertical line C traversed by the gripping member (13a) at the moment when the surface reference numeral (21a ") of this anode passes through said beam;
the vertical position of the replacement anode (20 ") in the cell from the values obtained for said distances traveled A, B
and C, and place the replacement anode (20 ") at this position in the location initially occupied by the spent anode (20 ').

2. Method according to claim 1, characterized in that it uses the same organ gripper (13a) for handling the spent anode (20 ') and the anode of replacement (20 ") to replace it.

3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that than the reference surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes is the so-called surface "lower" of the anode block (21, 21 ', 21 ") which is intended to be immersed in the electrolytic bath (33) contained in the electrolysis cell (2) and to be parallel to the upper surface (29 ') of the cathode block (s) (29).

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that than said vertical distance B is measured during a downward movement of the spent anode (20 ').

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that than said vertical distance C is measured during upward movement of the replacement anode (20 ").

6. Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that than said vertical position of the replacement anode (20 ") corresponds to a vertical distance A 'traveled by the gripping member (13a) during the setting in place of the replacement anode in the location initially occupied by the spent anode (20 ').

7. Method according to claim 6, characterized in that the distance vertical A ' is given by the relation A '= A - B + C + D, where D is a correction term to take into account the operating regime of the anode of replacement in the cell.

8. Process according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that that the position sensor (13c) is integrated with the anode handling tool (13).

9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that than the anode handling tool (13) is provided with a means for measuring the voltage in the tool, such as an axial dynamometer.

10. Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that than said electromagnetic waves are selected from visible light, infrared or radio waves.

The method according to any one of claims 1 to 10, characterized what said beam (51) is generated using a laser.

12. Process according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that than said sound waves are ultrasonic waves.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized what two or more beams of sound or electromagnetic waves are generated (51) to form a determined reference plane (50).

14. The method of claim 13, characterized in that each beam (51) is generated by a distinct wave source.

15. Process according to any one of Claims 1 to 14, characterized in this that a sound or electromagnetic wave detector (54) look of a sound or electromagnetic wave beam generator (52) of so that the detector can detect the beam produced by the generator and detecting when the reference surface (21a ', 21a ") of a anode (20 ', 20 ") passes through said beam when the anode block (21', 21") interrupts transmission of said beam to the detector.

16. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized this that a sound or electromagnetic wave detector (54) and a sound or electromagnetic wave beam generator (52) facing reflective surface (55) so that the detector can detect the beam produced by the generator and reflected by the surface reflective (55) and detecting when the reference surface (21a ', 21a ") of a anode (20 ', 20 ") passes through said beam when the anode block (21', 21") interrupts transmission of said beam to the detector.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized this that a sound or electromagnetic wave detector (54) and a sound or electromagnetic wave beam generator (52) so as to that the detector can detect the beam produced by the generator and reflected by the anodic block (21 ', 21 ") and in that the moment when the reference surface (21a ', 21a ") of an anode (20', 20") passes through said beam when the anode block (21 ', 21 ") reflects all or part of said beam to the detector.

18. Process according to any one of Claims 1 to 17, characterized in what said axis or the determined reference plane (50) is substantially horizontal.

19. Process according to any one of claims 1 to 18, characterized in this the worn anodes (20 ') are replaced one by one by replacement anodes (20 ").

20. Process according to any one of claims 1 to 18, characterized in this at least two worn anodes (20 ') are replaced at a time by anodes of replacement (20 ").

21. Measuring system comprising a position sensor (13c) for measuring the vertical distances traveled by an anode gripping member (13a), a sound or electromagnetic wave beam generator (52) suitable for produce at least one beam of sound or electromagnetic waves (51) in a given axis or reference plane (50), at least one wave detector sound or electromagnetic (54) able to detect the passage of a part determined (21a, 21a ', 21a ") of an anode (20, 20', 20") through said beam and at least one positioning member (53) to which said generator is attached and or said detector.

Measuring system according to claim 21, characterized in that the generator (52) and the detector (54) are located on the same positioning member (53).

Measuring system according to claim 21, characterized in that the generator (52) and the sensor (54) are located on positioning members distinct.

24. Measuring system according to any one of claims 21 to 23, characterized in that the anode handling tool (13) is provided with a means of measurement of the tension in the tool, such as an axial dynamometer.

Measuring system according to one of Claims 21 to 24, characterized in that the measuring system comprises a device for record the measurements made and to determine the vertical position a replacement anode (20 ").

Measuring system according to one of Claims 21 to 25, characterized in that the or each positioning member (53) is an arm or a telescopic mast.

Measuring system according to one of Claims 21 to 26, characterized in that the or each positioning member (53) of the measure is, directly or indirectly, attached to a traffic lane (3) or placed on it.

28. Measuring system according to any one of claims 21 to 27, characterized in that the or each positioning member (53) of the measure is, directly or indirectly, fixed to a service unit (4), to a service machine (6) or a service module (8).

Measuring system according to one of Claims 21 to 28, characterized in that said determined axis or reference plane (50) is substantially horizontal.

Measuring system according to one of claims 21 to 29, characterized in that said electromagnetic waves are selected from the visible light, infrared or radio waves.

31. Measuring system according to claim 30, characterized in that said generator (52) comprises at least one laser.

Measuring system according to one of Claims 21 to 31, characterized in that said sound waves are ultrasonic waves.

33. Measuring system according to any one of claims 21 to 32, characterized in that the generator is capable of producing two or more beams of sound or electromagnetic waves (51) so as to form a plane determined reference number (50).

34. Measuring system according to claim 33, characterized in that the generator has a separate wave source for each beam (51).

35. Service machine (6) for anode change operations of one series of aluminum production cells by igneous electrolysis (2), comprising at least one anode handling tool (13) comprising an positioning (13b) and a gripping member (13a), characterized in that comprises a measuring system according to any one of claims 21 to 34.

36. Service machine (6) according to claim 35, characterized in that the position sensor (13c) of the measuring system is integrated into the tool of anode handling (13).

37. Service unit (4) of an aluminum electrolysis plant igneous comprising a movable bridge (5) and at least one service machine (6) according to the claim 35 or 36.