CA2808355C - Dispositif de connexion electrique entre deux cellules successives d'une serie de cellules pour la production d'aluminium - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de connexion électrique reliant les cellules en série comprend; un premier conducteur (16) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et au cadre anodique de la cellule (N), possédant une portion (19) située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant (I) circule en direction de l'axe (x) d'alignement des cuves; un deuxième conducteur (24) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N) et au cadre anodique de la cellule (N+1 ), possédant une portion (23) située entre les cuves (N- 1 ) et (N) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe (x). des cales (20, 21) de court-circuit logées entre lesdites portions (19, 23) desdits conducteurs (16, 24); un troisième conducteur (27) permettant d'équilibrer le courant passant par les cales.
Description
2 1 PCT/FR2011/000491 DISPOSITIF DE CONNEXION ELECTRIOUE ENTRE DEUX CELLULES SUCCESSIVES D'UNE SERIE
DE
CELLULES POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM
La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique entre deux cellules (N-1, N) successives d'une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult. L'invention concerne également un procédé pour court-circuiter une cellule (N) appartenant à une telle série de cellules au moyen dudit dispositif de connexion électrique.
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain d'électrolyte, essentiellement constitué de cryolithe, selon le procédé de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans une cuve d'une cellule d'électrolyse comprenant un caisson en acier revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et au fond duquel est situé un ensemble cathodique.
Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Chaque anode est munie d'une tige métallique destinée à
son raccordement électrique et mécanique à un cadre anodique mobile par rapport à
un portique fixé au-dessus de la cuve d'électrolyse.
Une usine de production d'aluminium comprend un grand nombre de cellules, typiquement une ou plusieurs centaines, alignées selon un axe. Un dispositif de connexion électrique comprenant un réseau de conducteurs électriques relie en série l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) au cadre anodique de la cellule (N) située immédiatement en aval, dans le sens de circulation du courant. Les extrémités des conducteurs, en début et en fin de la série des cellules, sont reliées aux sorties positives et négatives d'une sous-station électrique de redressement et de régulation.
L'intensité traversant les cellules successives est très élevée, et est typiquement de l'ordre de 200 000 à 500 000 A. De ce fait, le réseau de conducteurs électriques est étudié pour que les effets des importants champs magnétiques générés se compensent, de sorte que les problèmes occasionnés par ces champs magnétiques (déformation de la surface supérieure du métal liquide présent dans la cuve, instabilités, etc.) soient réduits.
Du fait de l'usure causée par le fonctionnement d'une cellule (N), la cuve doit être périodiquement réparée ou remplacée. Afin que les autres cellules de la série puissent continuer à produire, on court-circuite la cellule (N) considérée, de sorte que le courant puisse directement passer de la cellule (N-1) à la cellule (N+1), le temps du remplacement de la cuve de la cellule (N).
A cet effet, il est connu de placer des cales de court-circuit entre un premier conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et un deuxième conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N). De ce fait, le courant circule depuis l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) jusqu'à l'ensemble cathodique de la cellule (N), sans passer par le cadre anodique de la cellule (N), et est ensuite acheminé
vers le cadre FEUILLE DE REMPLACEMENT (REM 26) anodique de la cellule (N+1).
Du fait de la très forte intensité circulant dans les conducteurs, il est généralement nécessaire d'utiliser au moins deux cales en parallèle, de sorte que chacune des cales voit seulement une partie de l'intensité globale circulant dans les conducteurs.
Le problème rencontré est que la disposition des conducteurs est contrainte par des questions de compensation des champs magnétiques, comme indiqué plus haut, mais également d'encombrement.
Ainsi, on a généralement une disposition des conducteurs dans laquelle :
- le premier conducteur possède une portion située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en direction de l'axe d'alignement des cuves ;
- le deuxième conducteur possède une portion située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe d'alignement des cuves ;
lesdites portions des premier et deuxième conducteurs étant sensiblement parallèles entre elles.
Afin de réaliser le court-circuit de la cellule (N), on interpose entre lesdites portions des premier et deuxième conducteurs une première cale et une deuxième cale, cette dernière étant située davantage vers l'axe d'alignement des cellules. De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant du premier conducteur vers le deuxième conducteur, à savoir un premier chemin via la première cale et un deuxième chemin via la deuxième cale. Du fait des sens de circulation opposés dans les premier et deuxième conducteurs, les deux chemins présentent des longueurs différentes. Plus précisément, le deuxième chemin est plus long que le premier, et possède donc une résistance électrique plus importante (du fait de la similitude des composants, c'est-à-dire les cales et les conducteurs).Il s'ensuit un déséquilibre important entre les intensités traversant les cales. A titre d'exemple, la première cale peut voir jusqu'à 70 % de l'intensité totale, et la deuxième cale seulement 30 %. Ceci n'est pas souhaitable. En effet, d'une part, la première cale risque d'être altérée prématurément. D'autre part, le déséquilibre des intensités peut conduire à une limitation du courant dans la première cale, et à une sous-utilisation de la capacité de courant dans la deuxième cale, ceci limitant par conséquent l'ensemble de la capacité de courant de l'ensemble de court-circuitage.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un dispositif de connexion électrique entre deux cellules successives qui permette un meilleur équilibrage électrique lors du court-circuit d'une cellule, sans créer de déséquilibre magnétique sensible, et en tenant compte des contraintes d'encombrement drastiques.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de connexion électrique entre deux cellules (N-1, N) successives d'une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, les cellules étant alignées selon un axe, chaque cellule comprenant une cuve d'électrolyse comportant un ensemble cathodique et un cadre anodique portant des anodes, le dispositif de connexion électrique comprenant un réseau de conducteurs électriques reliant en série J'ensemble cathodique de la cellule (N-1) au cadre anodique de la cellule (N) située immédiatement en aval, le réseau de conducteurs 113 électriques comprenant au moins :
- un premier conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et au cadre anodique de la cellule (N), ledit premier conducteur possédant une portion située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en direction da J'axe d'alignement des cuves ;
- un deuxième conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N) et au cadre anodique de la cellule (N+1) située immédiatement en aval, ledit deuxième conducteur possédant une portion située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe d'alignement des cuves, lesdites portions des premier et deuxième conducteurs étant sensiblement parallèles entre elles ;
- au moins deux logements de réception d'une cale de court-circuit.
Selon une définition générale de l'invention, le réseau de conducteurs comprend en outre un troisième conducteur d'équilibrage du courant qui s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions, ledit troisième conducteur étant électriquement relié à
ladite portion du premier conducteur ou du deuxième conducteur, les deux logements de réception d'une cale étant agencés entre ledit troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur, respectivement du premier conducteur.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les au moins deux logements de réception de cale de court circuit sont agencés entres lesdites portions des premier et deuxième conducteurs et le troisième conducteur d'équilibrage du courant est situé entre lesdites portions des premier et deuxième conducteurs.
Le troisième conducteur est avantageusement agencé de sorte que lorsque des cales de court-circuit sont insérées dans les logements, le courant circulant dans ledit troisième conducteur circule dans le sens opposé du sens de circulation du courant dans ladite portion du premier conducteur, respectivement du deuxième conducteur, auquel le troisième conducteur est relié.
Ainsi, grâce à l'invention, lorsque l'on court-circuite la cellule (N), on obtient la connexion électrique, par l'intermédiaire des cales, entre deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, à savoir : le troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur ou, respectivement, le troisième conducteur et ladite portion du premier conducteur.
On a ainsi créé deux chemins de circulation du courant qui présentent sensiblement la même longueur et qui possèdent des composants sensiblement identiques. Ces deux chemins ont donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Typiquement, le premier conducteur est un conducteur de contournement de la cellule (N-1), et/ou le deuxième conducteur est un conducteur de contournement de la cellule (N).
Le dispositif de connexion peut également comprendre un élément isolant disposé
entre le troisième conducteur et ladite portion du premier conducteur, respectivement du deuxième conducteur, auquel le troisième conducteur est relié. Cet élément isolant permet d'éviter les déformations des conducteurs qui pourraient conduire à des courts-circuits non souhaités.
Selon une réalisation possible, les cuves des cellules sont sensiblement rectangulaires et agencées perpendiculairement à l'axe d'alignement des cellules, lesdites portions des premier et deuxième conducteurs s'étendant sensiblement parallèlement aux grands côtés des cuves.
Avantageusement, au moins un logement de réception d'une cale de court-circuit peut présenter une face inclinée, vue dans un plan orthogonal à la direction dans laquelle s'étendent lesdites portions des premier et deuxième conducteurs, de sorte que le logement présente une forme convergente dans le sens d'introduction d'une cale.
Le dispositif de connexion peut comprendre, dans chaque demi-espace séparé par un plan vertical passant par l'axe d'alignement des cellules, un ensemble de deux logements de réception d'une cale, situé à proximité d'un bord latéral de la cuve, et un logement additionnel de réception d'au moins une cale situé entre ledit ensemble de deux logements et l'axe d'alignement des cellules.
En pratique, le courant est court-circuité par les ensembles de deux cales.
Les cales, dites équipotentielles, situées le plus près de l'axe d'alignement ont principalement une fonction d'équilibrage du courant.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé pour court-circuiter une cellule (N) appartenant à une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, au moyen d'un dispositif de connexion électrique tel que précédemment décrit, procédé dans lequel on introduit une première et une deuxième cales dans les logements de réception d'une cale de court-circuit agencés entre ledit troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur, respectivement du premier conducteur.
On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :
La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une série de cellules d'électrolyse (N-1), (N), (N+1) successives branchées électriquement en série ;
La figure 2 est une vue de dessus partielle des cellules (N-1) et (N) de la figure 1, montrant, de façon simplifiée, le réseau de conducteurs entre les cellules, et montrant la disposition de cales de court-circuit selon l'art antérieur ;
La figure 3 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon l'art antérieur ;
La figure 4 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 5 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
La figure 6 est une vue en coupe des conducteurs, transversalement à ceux-ci, dans la zone du logement de réception d'une cale.
Comme le montrent les figures 1 et 2, une cellule 100 d'électrolyse comprend une cuve 1 de forme générale rectangulaire possédant deux petits côtés et deux grands côtés.
On définit l'axe (x) comme étant parallèle aux petits côtés et sensiblement médian à la cuve 1, et la direction (y) comme la direction horizontale orthogonale à (x).
La cuve 1 comporte typiquement un caisson métallique 2 garni intérieurement de matériaux réfractaires (non représentés) et des ensembles cathodiques qui sont orientés sensiblement parallèlement à (x) et qui comportent chacun une cathode 3 en matériau carboné reliée à une barre conductrice 4.
La cellule 100 comprend également un ensemble anodique comportant un cadre anodique 5 orienté selon (y) et situé en hauteur au-dessus de la cuve 1. Sur le cadre anodique 5 sont fixées des tiges 7 chacune pourvue d'un multipode 8 fixé sur une anode 6 en matériau carboné.
En fonctionnement, la cuve 1 comprend un lit d'aluminium liquide, un lit de bain liquide et une couverture à base de bain solide et d'alumine.
De nombreuses cellules 100 sont alignées successivement selon l'axe (x) comme on le voit sur les figures 1 et 2, les petits côtés des cuves formant sensiblement deux lignes droites parallèles. La figure 1 représente trois cellules d'électrolyse (N-1), (N), (N-I-1) successives, tandis que la figure 2 représente deux cellules d'électrolyse (N-1), (N) successives.
Les cellules 100 sont branchées électriquement en série. A cet effet, il est prévu un réseau de conducteurs reliant en série l'ensemble cathodique d'une cellule amont au -ici cadre anodique de la cellule située immédiatement en aval. Les termes amont et aval sont définis dans le sens de circulation du courant, qui est également le sens de l'axe (x). le courant traversant la série de cellules présente une intensité I
très élevée, typiquement de l'ordre de 200 000 à 500 000 A.
Le réseau de conducteurs est conçu pour que le champ magnétique engendré, aux intensités considérées, soit compatible avec un fonctionnement stable de la cuve.
Pour une cellule 100 donnée, le réseau de conducteurs comprend, succinctement :
- un collecteur cathodique amont 9 relié à certaines des barres conductrices 4 et à
des conducteurs 10 passant sous la cuve 1 ;
- un autre collecteur cathodique amont 11 relié aux autres barres conductrices 4 et prolongé par un conducteur de contournement de la cuve 1 de cette cellule (N-1) ;
- au moins un collecteur cathodique aval 12 relié à au moins certaines des barres conductrices 4.
La liaison électrique entre les collecteurs cathodiques 9, 11, 12 de la cuve (N-1) et le cadre anodique 5 de la cuve (N) est assurée par des montées 13, ici au nombre de quatre. Certaines montées peuvent être doubles et comporter une première branche 13a directement reliée à un collecteur cathodique aval 12 et une deuxième branche 13b reliée à un collecteur cathodique amont 9, 11 par un conducteur 10 passant sous la cuve 1 ou un conducteur de contournement de la cuve 1 (voir figure 2).
Chaque conducteur peut comporter une partie rigide 14, sous forme d'une barre métallique, typiquement une barre d'aluminium, et une partie flexible 15 permettant notamment la réalisation de portions coudées.
On notera que, pour simplifier les dessins et faciliter la compréhension de l'invention, les conducteurs de contournement ne sont pas représentés sur la figure 1. De plus, sur la figure 2, le réseau de conducteurs de la cellule (N) n'est que partiellement représenté en ce qui concerne les liaisons des ensembles cathodiques.
Comme on le voit sur la figure 2, une cellule donnée comprend un conducteur de contournement autour de chacun des petits côtés de la cuve 1, disposés de façon sensiblement symétrique par rapport à l'axe (x). Ce conducteur de contournement voit la majeure partie, typiquement 70 à 95%, de l'intensité sortant de l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) lorsque la cellule N est court-circuitée.
Aussi, chaque conducteur de contournement et typiquement le conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) comporte :
- une portion amont 17 sensiblement parallèle à (y), qui est située entre la cellule (N-2) et la cellule (N-1) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe (x) ;
- une portion 18 sensiblement parallèle à (x) et longeant le petit côté de la cellule (N-1), dans laquelle le courant circule dans le sens de l'axe (x) ;
- et une portion aval 19 sensiblement parallèle à (y), qui est située entre la cellule (N-1) et la cellule (N) et dans laquelle le courant circule en direction de l'axe (x).
Lorsque l'on souhaite court-circuiter la cuve (N), on place plusieurs cales permettant la circulation du courant directement de l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) à
l'ensemble anodique de la cellule (N+1). Les cales sont introduites dans des logements de réception appropriés entre les conducteurs considérés.
Sur la figure 2, on a représenté, de chaque côté de l'axe (x) :
- d'une part un ensemble de deux cales latérales, à savoir une première cale 20 et une deuxième cale 21 plus proche de l'axe (x) que la première cale 20. Ces cales 20, 21 sont situées entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) ;
- d'autre part une cale 22 dite équipotentielle située plus près de l'axe (x) que les deux cales 20, 21.
On s'intéresse plus particulièrement aux ensembles de deux cales latérales, c'est-à-dire à la première cale 20 et à la deuxième cale 21.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, dans l'art antérieur, les cales 20, 21 sont interposées directement entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N).
On crée ainsi un premier chemin 25 de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 via la première cale 20 (représenté en trait épais sur la figure 3) et un deuxième chemin 26 de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 via la deuxième cale 21 (représenté en trait fin sur la figure 3). Comme cela apparaît sur la figure 3, du fait des sens de circulation _ PCT/FR2011/000491 opposés du courant dans les portions 19 et 23, le deuxième chemin 26 présente une longueur plus importante que le premier chemin 25, d'où une résistance électrique plus importante. Ainsi, l'intensité électrique traversant la première cale 20 est plus importante que celle traversant la deuxième cale 21, ce qui présente les inconvénients mentionnés plus haut.
Un premier et un deuxième modes de réalisation du dispositif de connexion électrique selon l'invention sont illustrés respectivement sur les figures 4 et 5.
Selon un premier mode de réalisation, représenté sur la figure 4, il est prévu un troisième conducteur 27 d'équilibrage du courant I. Ce troisième conducteur 27 est situé
entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions 19, 23. Ce troisième conducteur 27 possède une première extrémité 28 électriquement reliée à la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et une deuxième extrémité 29 libre, plus éloignée de l'axe (x) que la première extrémité 28.
Ainsi, comme illustré sur la figure 4, le courant I circule dans le troisième conducteur 27 dans le sens opposé au sens de circulation dans la portion 19 et dans le même sens que dans la portion 23.
Les cales 20, 21 sont interposées entre le troisième conducteur 27 et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N), c'est-à-dire dans deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, en s'éloignant de l'axe (x).
De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 ¨ un premier chemin 25 via la première cale 20 et un deuxième chemin 26 via la deuxième cale 21 ¨ qui présentent sensiblement la même longueur, donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Avantageusement, un élément isolant 30 est placé entre le troisième conducteur et la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) afin d'empêcher des courts-circuits non souhaités.
Grâce à l'invention, on estime qu'il est possible d'obtenir le passage d'environ 55 %
du courant dans la première cale 20 et environ 45 % du courant dans la deuxième cale 21.
Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 5.
Le troisième conducteur 27 d'équilibrage du courant I est également situé entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions 19, 23.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le troisième conducteur 27 possède une première extrémité 28 électriquement reliée à la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et une deuxième extrémité 29 libre, plus éloignée de l'axe (x) que la première extrémité 28.
Ainsi, comme illustré sur la figure 5, le courant I circule dans le troisième conducteur 27 dans le sens opposé au sens de circulation dans la portion 23 et dans le même sens que dans la portion 19.
Les cales 20, 21 sont interposées entre le troisième conducteur 27 et la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1), c'est-à-dire dans deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, en direction de l'axe (x).
De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 ¨ un premier chemin 25 via la première cale 20 et un deuxième chemin 26 via la deuxième cale 21 ¨ qui présentent sensiblement la même longueur, donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Avantageusement, un élément isolant 30 est placé entre le troisième conducteur et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) afin d'empêcher des courts-circuits non souhaités.
Chacune des cales 20, 21 est placée dans un logement de réception 31 situé
entre les deux conducteurs qu'elle doit relier électriquement. Ce logement 31 est formé dans l'espace séparant lesdits conducteurs. Par exemple, sur la figure 6 sont représentés les conducteurs de la figure 4 selon une coupe transversale à ceux-ci. Comme on le voit sur cette figure, selon une réalisation avantageuse de l'invention, le logement 31 présente une face inclinée 32 de sorte que le logement 31 présente une forme convergente facilitant l'introduction d'une cale 20.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. D'autres ensembles de logements de réception pour cales de court-circuitages et cales de court-circuitage peuvent notamment être prévus entre les cuves par rapport à
ce qui est décrit en référence à la figure 2. Aussi, les ensembles de court-circuitages peuvent comprendre plus de deux logements de réception, notamment trois.
DE
CELLULES POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM
La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique entre deux cellules (N-1, N) successives d'une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult. L'invention concerne également un procédé pour court-circuiter une cellule (N) appartenant à une telle série de cellules au moyen dudit dispositif de connexion électrique.
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain d'électrolyte, essentiellement constitué de cryolithe, selon le procédé de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans une cuve d'une cellule d'électrolyse comprenant un caisson en acier revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et au fond duquel est situé un ensemble cathodique.
Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Chaque anode est munie d'une tige métallique destinée à
son raccordement électrique et mécanique à un cadre anodique mobile par rapport à
un portique fixé au-dessus de la cuve d'électrolyse.
Une usine de production d'aluminium comprend un grand nombre de cellules, typiquement une ou plusieurs centaines, alignées selon un axe. Un dispositif de connexion électrique comprenant un réseau de conducteurs électriques relie en série l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) au cadre anodique de la cellule (N) située immédiatement en aval, dans le sens de circulation du courant. Les extrémités des conducteurs, en début et en fin de la série des cellules, sont reliées aux sorties positives et négatives d'une sous-station électrique de redressement et de régulation.
L'intensité traversant les cellules successives est très élevée, et est typiquement de l'ordre de 200 000 à 500 000 A. De ce fait, le réseau de conducteurs électriques est étudié pour que les effets des importants champs magnétiques générés se compensent, de sorte que les problèmes occasionnés par ces champs magnétiques (déformation de la surface supérieure du métal liquide présent dans la cuve, instabilités, etc.) soient réduits.
Du fait de l'usure causée par le fonctionnement d'une cellule (N), la cuve doit être périodiquement réparée ou remplacée. Afin que les autres cellules de la série puissent continuer à produire, on court-circuite la cellule (N) considérée, de sorte que le courant puisse directement passer de la cellule (N-1) à la cellule (N+1), le temps du remplacement de la cuve de la cellule (N).
A cet effet, il est connu de placer des cales de court-circuit entre un premier conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et un deuxième conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N). De ce fait, le courant circule depuis l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) jusqu'à l'ensemble cathodique de la cellule (N), sans passer par le cadre anodique de la cellule (N), et est ensuite acheminé
vers le cadre FEUILLE DE REMPLACEMENT (REM 26) anodique de la cellule (N+1).
Du fait de la très forte intensité circulant dans les conducteurs, il est généralement nécessaire d'utiliser au moins deux cales en parallèle, de sorte que chacune des cales voit seulement une partie de l'intensité globale circulant dans les conducteurs.
Le problème rencontré est que la disposition des conducteurs est contrainte par des questions de compensation des champs magnétiques, comme indiqué plus haut, mais également d'encombrement.
Ainsi, on a généralement une disposition des conducteurs dans laquelle :
- le premier conducteur possède une portion située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en direction de l'axe d'alignement des cuves ;
- le deuxième conducteur possède une portion située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe d'alignement des cuves ;
lesdites portions des premier et deuxième conducteurs étant sensiblement parallèles entre elles.
Afin de réaliser le court-circuit de la cellule (N), on interpose entre lesdites portions des premier et deuxième conducteurs une première cale et une deuxième cale, cette dernière étant située davantage vers l'axe d'alignement des cellules. De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant du premier conducteur vers le deuxième conducteur, à savoir un premier chemin via la première cale et un deuxième chemin via la deuxième cale. Du fait des sens de circulation opposés dans les premier et deuxième conducteurs, les deux chemins présentent des longueurs différentes. Plus précisément, le deuxième chemin est plus long que le premier, et possède donc une résistance électrique plus importante (du fait de la similitude des composants, c'est-à-dire les cales et les conducteurs).Il s'ensuit un déséquilibre important entre les intensités traversant les cales. A titre d'exemple, la première cale peut voir jusqu'à 70 % de l'intensité totale, et la deuxième cale seulement 30 %. Ceci n'est pas souhaitable. En effet, d'une part, la première cale risque d'être altérée prématurément. D'autre part, le déséquilibre des intensités peut conduire à une limitation du courant dans la première cale, et à une sous-utilisation de la capacité de courant dans la deuxième cale, ceci limitant par conséquent l'ensemble de la capacité de courant de l'ensemble de court-circuitage.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un dispositif de connexion électrique entre deux cellules successives qui permette un meilleur équilibrage électrique lors du court-circuit d'une cellule, sans créer de déséquilibre magnétique sensible, et en tenant compte des contraintes d'encombrement drastiques.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de connexion électrique entre deux cellules (N-1, N) successives d'une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, les cellules étant alignées selon un axe, chaque cellule comprenant une cuve d'électrolyse comportant un ensemble cathodique et un cadre anodique portant des anodes, le dispositif de connexion électrique comprenant un réseau de conducteurs électriques reliant en série J'ensemble cathodique de la cellule (N-1) au cadre anodique de la cellule (N) située immédiatement en aval, le réseau de conducteurs 113 électriques comprenant au moins :
- un premier conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et au cadre anodique de la cellule (N), ledit premier conducteur possédant une portion située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en direction da J'axe d'alignement des cuves ;
- un deuxième conducteur relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N) et au cadre anodique de la cellule (N+1) située immédiatement en aval, ledit deuxième conducteur possédant une portion située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe d'alignement des cuves, lesdites portions des premier et deuxième conducteurs étant sensiblement parallèles entre elles ;
- au moins deux logements de réception d'une cale de court-circuit.
Selon une définition générale de l'invention, le réseau de conducteurs comprend en outre un troisième conducteur d'équilibrage du courant qui s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions, ledit troisième conducteur étant électriquement relié à
ladite portion du premier conducteur ou du deuxième conducteur, les deux logements de réception d'une cale étant agencés entre ledit troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur, respectivement du premier conducteur.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les au moins deux logements de réception de cale de court circuit sont agencés entres lesdites portions des premier et deuxième conducteurs et le troisième conducteur d'équilibrage du courant est situé entre lesdites portions des premier et deuxième conducteurs.
Le troisième conducteur est avantageusement agencé de sorte que lorsque des cales de court-circuit sont insérées dans les logements, le courant circulant dans ledit troisième conducteur circule dans le sens opposé du sens de circulation du courant dans ladite portion du premier conducteur, respectivement du deuxième conducteur, auquel le troisième conducteur est relié.
Ainsi, grâce à l'invention, lorsque l'on court-circuite la cellule (N), on obtient la connexion électrique, par l'intermédiaire des cales, entre deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, à savoir : le troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur ou, respectivement, le troisième conducteur et ladite portion du premier conducteur.
On a ainsi créé deux chemins de circulation du courant qui présentent sensiblement la même longueur et qui possèdent des composants sensiblement identiques. Ces deux chemins ont donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Typiquement, le premier conducteur est un conducteur de contournement de la cellule (N-1), et/ou le deuxième conducteur est un conducteur de contournement de la cellule (N).
Le dispositif de connexion peut également comprendre un élément isolant disposé
entre le troisième conducteur et ladite portion du premier conducteur, respectivement du deuxième conducteur, auquel le troisième conducteur est relié. Cet élément isolant permet d'éviter les déformations des conducteurs qui pourraient conduire à des courts-circuits non souhaités.
Selon une réalisation possible, les cuves des cellules sont sensiblement rectangulaires et agencées perpendiculairement à l'axe d'alignement des cellules, lesdites portions des premier et deuxième conducteurs s'étendant sensiblement parallèlement aux grands côtés des cuves.
Avantageusement, au moins un logement de réception d'une cale de court-circuit peut présenter une face inclinée, vue dans un plan orthogonal à la direction dans laquelle s'étendent lesdites portions des premier et deuxième conducteurs, de sorte que le logement présente une forme convergente dans le sens d'introduction d'une cale.
Le dispositif de connexion peut comprendre, dans chaque demi-espace séparé par un plan vertical passant par l'axe d'alignement des cellules, un ensemble de deux logements de réception d'une cale, situé à proximité d'un bord latéral de la cuve, et un logement additionnel de réception d'au moins une cale situé entre ledit ensemble de deux logements et l'axe d'alignement des cellules.
En pratique, le courant est court-circuité par les ensembles de deux cales.
Les cales, dites équipotentielles, situées le plus près de l'axe d'alignement ont principalement une fonction d'équilibrage du courant.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé pour court-circuiter une cellule (N) appartenant à une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, au moyen d'un dispositif de connexion électrique tel que précédemment décrit, procédé dans lequel on introduit une première et une deuxième cales dans les logements de réception d'une cale de court-circuit agencés entre ledit troisième conducteur et ladite portion du deuxième conducteur, respectivement du premier conducteur.
On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :
La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une série de cellules d'électrolyse (N-1), (N), (N+1) successives branchées électriquement en série ;
La figure 2 est une vue de dessus partielle des cellules (N-1) et (N) de la figure 1, montrant, de façon simplifiée, le réseau de conducteurs entre les cellules, et montrant la disposition de cales de court-circuit selon l'art antérieur ;
La figure 3 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon l'art antérieur ;
La figure 4 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 5 est une représentation schématique de la partie du réseau de conducteurs électriques située au voisinage des deux cales, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
La figure 6 est une vue en coupe des conducteurs, transversalement à ceux-ci, dans la zone du logement de réception d'une cale.
Comme le montrent les figures 1 et 2, une cellule 100 d'électrolyse comprend une cuve 1 de forme générale rectangulaire possédant deux petits côtés et deux grands côtés.
On définit l'axe (x) comme étant parallèle aux petits côtés et sensiblement médian à la cuve 1, et la direction (y) comme la direction horizontale orthogonale à (x).
La cuve 1 comporte typiquement un caisson métallique 2 garni intérieurement de matériaux réfractaires (non représentés) et des ensembles cathodiques qui sont orientés sensiblement parallèlement à (x) et qui comportent chacun une cathode 3 en matériau carboné reliée à une barre conductrice 4.
La cellule 100 comprend également un ensemble anodique comportant un cadre anodique 5 orienté selon (y) et situé en hauteur au-dessus de la cuve 1. Sur le cadre anodique 5 sont fixées des tiges 7 chacune pourvue d'un multipode 8 fixé sur une anode 6 en matériau carboné.
En fonctionnement, la cuve 1 comprend un lit d'aluminium liquide, un lit de bain liquide et une couverture à base de bain solide et d'alumine.
De nombreuses cellules 100 sont alignées successivement selon l'axe (x) comme on le voit sur les figures 1 et 2, les petits côtés des cuves formant sensiblement deux lignes droites parallèles. La figure 1 représente trois cellules d'électrolyse (N-1), (N), (N-I-1) successives, tandis que la figure 2 représente deux cellules d'électrolyse (N-1), (N) successives.
Les cellules 100 sont branchées électriquement en série. A cet effet, il est prévu un réseau de conducteurs reliant en série l'ensemble cathodique d'une cellule amont au -ici cadre anodique de la cellule située immédiatement en aval. Les termes amont et aval sont définis dans le sens de circulation du courant, qui est également le sens de l'axe (x). le courant traversant la série de cellules présente une intensité I
très élevée, typiquement de l'ordre de 200 000 à 500 000 A.
Le réseau de conducteurs est conçu pour que le champ magnétique engendré, aux intensités considérées, soit compatible avec un fonctionnement stable de la cuve.
Pour une cellule 100 donnée, le réseau de conducteurs comprend, succinctement :
- un collecteur cathodique amont 9 relié à certaines des barres conductrices 4 et à
des conducteurs 10 passant sous la cuve 1 ;
- un autre collecteur cathodique amont 11 relié aux autres barres conductrices 4 et prolongé par un conducteur de contournement de la cuve 1 de cette cellule (N-1) ;
- au moins un collecteur cathodique aval 12 relié à au moins certaines des barres conductrices 4.
La liaison électrique entre les collecteurs cathodiques 9, 11, 12 de la cuve (N-1) et le cadre anodique 5 de la cuve (N) est assurée par des montées 13, ici au nombre de quatre. Certaines montées peuvent être doubles et comporter une première branche 13a directement reliée à un collecteur cathodique aval 12 et une deuxième branche 13b reliée à un collecteur cathodique amont 9, 11 par un conducteur 10 passant sous la cuve 1 ou un conducteur de contournement de la cuve 1 (voir figure 2).
Chaque conducteur peut comporter une partie rigide 14, sous forme d'une barre métallique, typiquement une barre d'aluminium, et une partie flexible 15 permettant notamment la réalisation de portions coudées.
On notera que, pour simplifier les dessins et faciliter la compréhension de l'invention, les conducteurs de contournement ne sont pas représentés sur la figure 1. De plus, sur la figure 2, le réseau de conducteurs de la cellule (N) n'est que partiellement représenté en ce qui concerne les liaisons des ensembles cathodiques.
Comme on le voit sur la figure 2, une cellule donnée comprend un conducteur de contournement autour de chacun des petits côtés de la cuve 1, disposés de façon sensiblement symétrique par rapport à l'axe (x). Ce conducteur de contournement voit la majeure partie, typiquement 70 à 95%, de l'intensité sortant de l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) lorsque la cellule N est court-circuitée.
Aussi, chaque conducteur de contournement et typiquement le conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) comporte :
- une portion amont 17 sensiblement parallèle à (y), qui est située entre la cellule (N-2) et la cellule (N-1) et dans laquelle le courant circule en s'éloignant de l'axe (x) ;
- une portion 18 sensiblement parallèle à (x) et longeant le petit côté de la cellule (N-1), dans laquelle le courant circule dans le sens de l'axe (x) ;
- et une portion aval 19 sensiblement parallèle à (y), qui est située entre la cellule (N-1) et la cellule (N) et dans laquelle le courant circule en direction de l'axe (x).
Lorsque l'on souhaite court-circuiter la cuve (N), on place plusieurs cales permettant la circulation du courant directement de l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) à
l'ensemble anodique de la cellule (N+1). Les cales sont introduites dans des logements de réception appropriés entre les conducteurs considérés.
Sur la figure 2, on a représenté, de chaque côté de l'axe (x) :
- d'une part un ensemble de deux cales latérales, à savoir une première cale 20 et une deuxième cale 21 plus proche de l'axe (x) que la première cale 20. Ces cales 20, 21 sont situées entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) ;
- d'autre part une cale 22 dite équipotentielle située plus près de l'axe (x) que les deux cales 20, 21.
On s'intéresse plus particulièrement aux ensembles de deux cales latérales, c'est-à-dire à la première cale 20 et à la deuxième cale 21.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, dans l'art antérieur, les cales 20, 21 sont interposées directement entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N).
On crée ainsi un premier chemin 25 de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 via la première cale 20 (représenté en trait épais sur la figure 3) et un deuxième chemin 26 de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 via la deuxième cale 21 (représenté en trait fin sur la figure 3). Comme cela apparaît sur la figure 3, du fait des sens de circulation _ PCT/FR2011/000491 opposés du courant dans les portions 19 et 23, le deuxième chemin 26 présente une longueur plus importante que le premier chemin 25, d'où une résistance électrique plus importante. Ainsi, l'intensité électrique traversant la première cale 20 est plus importante que celle traversant la deuxième cale 21, ce qui présente les inconvénients mentionnés plus haut.
Un premier et un deuxième modes de réalisation du dispositif de connexion électrique selon l'invention sont illustrés respectivement sur les figures 4 et 5.
Selon un premier mode de réalisation, représenté sur la figure 4, il est prévu un troisième conducteur 27 d'équilibrage du courant I. Ce troisième conducteur 27 est situé
entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions 19, 23. Ce troisième conducteur 27 possède une première extrémité 28 électriquement reliée à la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et une deuxième extrémité 29 libre, plus éloignée de l'axe (x) que la première extrémité 28.
Ainsi, comme illustré sur la figure 4, le courant I circule dans le troisième conducteur 27 dans le sens opposé au sens de circulation dans la portion 19 et dans le même sens que dans la portion 23.
Les cales 20, 21 sont interposées entre le troisième conducteur 27 et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N), c'est-à-dire dans deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, en s'éloignant de l'axe (x).
De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 ¨ un premier chemin 25 via la première cale 20 et un deuxième chemin 26 via la deuxième cale 21 ¨ qui présentent sensiblement la même longueur, donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Avantageusement, un élément isolant 30 est placé entre le troisième conducteur et la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) afin d'empêcher des courts-circuits non souhaités.
Grâce à l'invention, on estime qu'il est possible d'obtenir le passage d'environ 55 %
du courant dans la première cale 20 et environ 45 % du courant dans la deuxième cale 21.
Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 5.
Le troisième conducteur 27 d'équilibrage du courant I est également situé entre la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1) et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions 19, 23.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le troisième conducteur 27 possède une première extrémité 28 électriquement reliée à la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) et une deuxième extrémité 29 libre, plus éloignée de l'axe (x) que la première extrémité 28.
Ainsi, comme illustré sur la figure 5, le courant I circule dans le troisième conducteur 27 dans le sens opposé au sens de circulation dans la portion 23 et dans le même sens que dans la portion 19.
Les cales 20, 21 sont interposées entre le troisième conducteur 27 et la portion aval 19 du conducteur de contournement 16 de la cellule (N-1), c'est-à-dire dans deux conducteurs parallèles dans lesquels le courant circule dans le même sens, en direction de l'axe (x).
De ce fait, on crée deux chemins de circulation du courant I du premier conducteur 16 vers le deuxième conducteur 24 ¨ un premier chemin 25 via la première cale 20 et un deuxième chemin 26 via la deuxième cale 21 ¨ qui présentent sensiblement la même longueur, donc sensiblement la même résistance d'où l'obtention d'un équilibrage du courant entre les deux cales.
Avantageusement, un élément isolant 30 est placé entre le troisième conducteur et la portion amont 23 du conducteur de contournement 24 de la cellule (N) afin d'empêcher des courts-circuits non souhaités.
Chacune des cales 20, 21 est placée dans un logement de réception 31 situé
entre les deux conducteurs qu'elle doit relier électriquement. Ce logement 31 est formé dans l'espace séparant lesdits conducteurs. Par exemple, sur la figure 6 sont représentés les conducteurs de la figure 4 selon une coupe transversale à ceux-ci. Comme on le voit sur cette figure, selon une réalisation avantageuse de l'invention, le logement 31 présente une face inclinée 32 de sorte que le logement 31 présente une forme convergente facilitant l'introduction d'une cale 20.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. D'autres ensembles de logements de réception pour cales de court-circuitages et cales de court-circuitage peuvent notamment être prévus entre les cuves par rapport à
ce qui est décrit en référence à la figure 2. Aussi, les ensembles de court-circuitages peuvent comprendre plus de deux logements de réception, notamment trois.
Claims (10)
1. Dispositif de connexion électrique entre deux cellules (N-1, N) successives d'une série de cellules (100) pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, les cellules étant alignées selon un axe (x), chaque cellule comprenant une cuve d'électrolyse (1) comportant un ensemble cathodique (3, 4) et un cadre anodique (5) portant des anodes (6), le dispositif de connexion électrique comprenant un réseau de conducteurs électriques reliant en série l'ensemble cathodique (3, 4) de la cellule (N-1) au cadre anodique (5) de la cellule (N) située immédiatement en aval, le réseau de conducteurs électriques comprenant au moins :
- un premier conducteur (16) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et au cadre anodique de la cellule (N), ledit premier conducteur (16) possédant une portion (19) située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant (l) circule en direction de l'axe (x) d'alignement des cuves (1) ;
- un deuxième conducteur (24) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N) et au cadre anodique de la cellule (N+1) située immédiatement en aval, ledit deuxième conducteur (24) possédant une portion (23) située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant (l) circule en s'éloignant de l'axe (x) d'alignement des cuves (1), lesdites portions (19, 23) des premier et deuxième conducteurs (16, 24) étant sensiblement parallèles entre elles ;
- au moins deux logements (31) de réception d'une cale (20, 21) de court-circuit;
caractérisé en ce que le réseau de conducteurs comprend en outre un troisième conducteur (27) d'équilibrage du courant qui s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions (19, 23), ledit troisième conducteur (27) étant électriquement relié
à ladite portion du premier conducteur (16) ou du deuxième conducteur (24), les deux logements (31) de réception d'une cale (20, 21) étant agencés entre ledit troisième conducteur (27) et ladite portion du conducteur (24, 16) auquel le troisième conducteur (27) n'est pas électriquement relié.
- un premier conducteur (16) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N-1) et au cadre anodique de la cellule (N), ledit premier conducteur (16) possédant une portion (19) située entre lesdites cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant (l) circule en direction de l'axe (x) d'alignement des cuves (1) ;
- un deuxième conducteur (24) relié à l'ensemble cathodique de la cellule (N) et au cadre anodique de la cellule (N+1) située immédiatement en aval, ledit deuxième conducteur (24) possédant une portion (23) située entre les cuves (N-1) et (N) et dans laquelle le courant (l) circule en s'éloignant de l'axe (x) d'alignement des cuves (1), lesdites portions (19, 23) des premier et deuxième conducteurs (16, 24) étant sensiblement parallèles entre elles ;
- au moins deux logements (31) de réception d'une cale (20, 21) de court-circuit;
caractérisé en ce que le réseau de conducteurs comprend en outre un troisième conducteur (27) d'équilibrage du courant qui s'étend sensiblement parallèlement auxdites portions (19, 23), ledit troisième conducteur (27) étant électriquement relié
à ladite portion du premier conducteur (16) ou du deuxième conducteur (24), les deux logements (31) de réception d'une cale (20, 21) étant agencés entre ledit troisième conducteur (27) et ladite portion du conducteur (24, 16) auquel le troisième conducteur (27) n'est pas électriquement relié.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les au moins deux logements (31) de réception de cale de court circuit sont agencés entres lesdites portions (19, 23) des premier et deuxième conducteurs (16, 24), et en ce que le troisième conducteur (27) d'équilibrage du courant est situé entre lesdites portions (19,23) des premier et deuxième conducteurs (16,24).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le troisième conducteur est agencé de sorte que lorsque des cales de court-circuit sont insérées dans les logements (31), le courant circulant dans ledit troisième conducteur (27) circule dans le sens opposé du sens de circulation du courant dans ladite portion du conducteur (16, 24) auquel le troisième conducteur (27) est relié.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier conducteur (16) est un conducteur de contournement de la cellule (N-1).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième conducteur (24) est un conducteur de contournement de la cellule (N).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un élément isolant (30) disposé entre le troisième conducteur (27) et ladite portion (19, 23) du conducteur (16, 24) auquel le troisième conducteur (27) est relié.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cuves (1) des cellules (100) sont sensiblement rectangulaires et agencées perpendiculairement à l'axe (x) d'alignement des cellules, lesdites portions (19, 23) des premier et deuxième conducteurs (16, 24) s'étendant sensiblement parallèlement aux grands côtés des cuves (1).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un logement (31) de réception d'une cale (20, 21) de court-circuit présente une face inclinée (32), vue dans un plan orthogonal à la direction (y) dans laquelle s'étendent lesdites portions (19, 23) des premier et deuxième conducteurs (16, 24), de sorte que le logement (31) présente une forme convergente dans le sens d'introduction d'une cale (20, 21).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, dans chaque demi-espace séparé par un plan vertical passant par l'axe (x) d'alignement des cellules (100), un ensemble de deux logements de réception d'une cale (20, 21), situé à proximité d'un bord latéral de la cuve (1), et au moins un logement additionnel de réception d'une cale (22) situé entre ledit ensemble de deux logements et l'axe (x) d'alignement des cellules.
10. Procédé pour court-circuiter une cellule (N) appartenant à une série de cellules pour la production d'aluminium selon le procédé de Hall-Héroult, au moyen d'un dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on introduit une première et une deuxième cales (20, 21) dans les logements (31) de réception d'une cale de court-circuit agencés entre ledit troisième conducteur (27) et ladite portion (23, 19) du conducteur (216, 4) auquel le troisième conducteur (27) n'est pas électriquement relié.
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