CA2919331C

CA2919331C - Dispositif d'electrolyse et ensemble anodique destines a la production d'aluminium, cellule d'electrolyse et installation comportant un tel dispositif

Info

Publication number: CA2919331C
Application number: CA2919331A
Authority: CA
Inventors: Yves Rochet; Frederic Brun; Steeve RENAUDIER
Original assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: BR112016001955A2; CN105917028B; AU2014305611A1; EA201690341A1; US10151038B2; EP3030696B1; EP3030696A1; DK179903B1; AU2014305611B2; WO2015017922A1; CA2919331A1; US20160186343A1; DK201670129A1; EP3030696A4; BR112016001955B1; CN105917028A; EA029616B1

Abstract

Un dispositif d'électrolyse comprenant un caisson (3) et un revêtement intérieur (5) délimitant une ouverture (16) au travers de laquelle un bloc anodique (15) suspendu à un support anodique (13, 17) formant un ensemble anodique (12) se déplace verticalement à l'aide d'un récepteur anodique (25), ledit récepteur anodique étant disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit bloc anodique (15), ledit récepteur anodique comportant une surface de contact (27) coopérant avec le support anodique (13, 17) pour établir avec celui-ci, un contact électrique et un contact mécanique pour déplacer verticalement l'ensemble anodique (12). Un ensemble anodique (12). Une cellule d'électrolyse et une installation d'électrolyse comportant un tel ensemble anodique.

Description

2 PCT/CA2014/050720 DISPOSITIF D'ELECTROLYSE ET ENSEMBLE ANODIQUE DESTINES A LA
PRODUCTION D'ALUMINIUM, CELLULE D'ELECTROLYSE ET INSTALLATION
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine de l'invention L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'électrolyse associé à une cuve d'électrolyse utilisant au moins un ensemble anodique déplacé verticalement en cours d'électrolyse, et alimenté électriquement par des conducteurs anodiques.
Etat de la technique L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé
bain d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves, dites cuves d'électrolyse , chaque cuve comprenant un caisson en acier comportant un revêtement intérieur généralement fabriqué à
partir de matériaux réfractaires et/ou isolants. Une cuve d'électrolyse comprend des ensembles cathodiques situés au fond de la cuve, chaque ensemble cathodique comportant une cathode en matériau carboné. Des anodes sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Les anodes sont plus particulièrement de type anodes précuites avec des blocs anodiques carbonés précuits, c'est-à-dire cuits avant introduction dans la cuve d'électrolyse. Les blocs anodiques sont souvent suspendus à un support anodique pour former avec lesdits blocs ce que l'on convient souvent d'appeler l'ensemble anodique.
L'ensemble anodique est généralement mobile par rapport au caisson et peut se déplacer verticalement à l'aide de moyens de déplacement afin de compenser la consommation des blocs anodiques en cours d'électrolyse et les variations du niveau d'aluminium s'accumulant sur la cathode.
La cuve d'électrolyse peut généralement recevoir plusieurs ensembles anodiques répartis le long d'une direction longitudinale de la cuve et de son caisson, le support anodique desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction transversale de la cuve et de son caisson. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le bain d'électrolyte est souvent appelé une cellule d'électrolyse. Une installation d'électrolyse peut comprendre une série de plusieurs cuves s'étendant le long de la direction transversale de la cuve et de son caisson Les ensembles anodiques et les ensembles cathodiques d'une cuve d'électrolyse sont connectés électriquement par un réseau de conducteurs électriques. Des conducteurs cathodiques sont connectés aux ensembles cathodiques pour collecter un courant d'électrolyse à la cathode et pour le conduire jusqu'à des sorties cathodiques traversant le fond ou les côtés du caisson. Les sorties cathodiques sont, quant à elles, connectées électriquement, par l'intermédiaire de conducteurs d'acheminement, à des conducteurs anodiques alimentant électriquement les ensembles anodiques de la cuve suivante. Ces conducteurs d'acheminement s'étendent généralement selon une direction sensiblement horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés électriquement aux ensembles anodiques de la cuve suivante. Le courant d'électrolyse est ainsi acheminé de la cathode d'une cuve d'électrolyse jusqu'aux blocs anodiques de la cuve d'électrolyse suivante, par l'intermédiaire de conducteurs cathodiques, de conducteurs d'acheminement, de conducteurs anodiques et du support anodique des ensembles anodiques.
Les ensembles anodiques peuvent être déplacés verticalement à l'aide des moyens de déplacement, afin de compenser la consommation des blocs anodiques. Les ensembles anodiques peuvent également être déplacés verticalement lors des manoeuvres de changement d'anode par d'autres moyens, tels que des outils de manutention.
Lors de ces déplacements verticaux des ensembles anodiques, les blocs anodiques sont déplacés à travers une ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson de la cuve d'électrolyse. Les déplacements verticaux des ensembles anodiques pendant les manoeuvres de changement d'anode peuvent être limités par la présence d'équipements de la cellule d'électrolyse agencés au-dessus de cette ouverture.
Par exemple, le brevet français publié sous le numéro 2 694 945 décrit une superstructure de cuve comportant une poutre rigide agencée au-dessus de la cuve d'électrolyse et s'étendant selon la direction longitudinale du caisson de ladite cuve, la poutre supportant un cadre anodique auquel sont connectées d'une part des montées de courant et d'autre part des tiges d'anode. La poutre rigide de la superstructure supporte également des mécanismes de montée-descente des anodes permettant de déplacer verticalement le cadre anodique et les anodes fixées au dit cadre anodique. Un tel agencement de la superstructure, du cadre anodique et des montées de courants au-dessus de la cuve d'électrolyse a tendance à réduire l'espace disponible au-dessus du caisson de ladite cuve, et à limiter le déplacement vertical des anodes pendant les manoeuvres de changement d'anode.
Le brevet américain publié sous le numéro 3,575,827 décrit une cellule d'électrolyse avec un ensemble anodique comprenant une plaque métallique surmontée par une passerelle solidaire de ladite plaque et un bloc anodique suspendu à ladite plaque, ledit ensemble anodique étant ajusté en montée ou en descente à l'aide de vérins fixés sur la face

3 extérieure des parois d'un caisson de ladite cellule sur lesquels l'ensemble anodique repose.
Dans la cellule d'électrolyse décrite dans le brevet américain cité ci-dessus, un conducteur flexible est utilisé pour amener le courant d'électrolyse jusqu'à
un conducteur solidaire de l'ensemble anodique, ce dernier conducteur étant fixé sur le dessus de la plaque métallique à laquelle est suspendu le bloc anodique. Il s'ensuit que, pendant les manoeuvres de changement d'anode, le démontage de l'ensemble anodique semble nécessiter dans un premier temps de déconnecter le conducteur flexible de l'ensemble anodique, et dans un deuxième temps de désolidariser l'ensemble anodique des vérins.
io De la même façon, le montage de l'ensemble anodique semble se faire en deux étapes, en solidarisant d'abord l'ensemble anodique aux vérins et en connectant ensuite le conducteur flexible à l'ensemble anodique. En outre, pendant les manoeuvres de changement d'anode, la déconnexion du conducteur flexible peut laisser l'extrémité de ce conducteur dans le passage du bloc anodique ou de l'ensemble anodique, ce qui peut entrainer des interactions mécaniques avec ledit conducteur et conduire à son usure ou à
son endommagement. De surcroît, en l'absence d'ensemble anodique dans la cellule d'électrolyse, pendant les opérations de maintenance, l'extrémité déconnectée du conducteur flexible risque d'entrer en contact avec l'électrolyte à
l'intérieur de la cuve d'électrolyse, ce qui pourrait conduire à l'endommagement dudit conducteurs ou à
d'autres problèmes liés au fonctionnement de ladite cuve.
Description de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif d'électrolyse associé à une cuve d'électrolyse visant à faciliter les manoeuvres de changement d'anode et à
favoriser l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la cuve d'électrolyse.
L'invention vise également à permettre d'effectuer les manoeuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve. L'invention vise également à
limiter l'usure et les dommages des conducteurs anodiques pendant les manoeuvres de changement d'anode.
L'invention concerne un dispositif d'électrolyse destiné à la production d'aluminium comprenant un caisson comportant un revêtement intérieur délimitant une ouverture au travers de laquelle est destiné à être déplacé au moins un bloc anodique, ledit au moins un bloc anodique étant suspendu à un support anodique formant avec ledit au moins un bloc anodique un ensemble anodique mobile par rapport au caisson, ledit dispositif comprenant en outre des moyens de déplacement comportant au moins un récepteur anodique destiné à coopérer avec ledit support anodique pour déplacer l'ensemble anodique selon une direction sensiblement verticale, ledit support anodique étant destiné

4 à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique, ledit dispositif d'électrolyse étant caractérisé en ce que ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture, ledit au moins un récepteur anodique comportant une surface de contact coopérant avec une surface de contact anodique correspondante du support anodique pour établir avec ledit support anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble anodique, et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction sensiblement verticale.
Selon l'invention, ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à
travers l'ouverture. En d'autres termes, ledit au moins un récepteur anodique n'est pas disposé au droit du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à
travers l'ouverture, ou encore ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'une projection verticale du chemin de translation du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture.
L'invention permet ainsi de faciliter les manoeuvres de changement d'anode, et de favoriser l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la cuve d'électrolyse. L'invention permet également de limiter l'usure et les dommages des conducteurs anodiques pendant les manoeuvres de changement d'anode.
L'invention permet en outre d'effectuer les manoeuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve d'électrolyse.
De préférence, le dispositif d'électrolyse selon l'invention est destiné à
recevoir plusieurs ensembles anodiques répartis le long d'une direction longitudinale du caisson, le support anodique desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction transversale dudit caisson, ledit dispositif comportant en outre des moyens de compensation coopérant avec les moyens de déplacement pour absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale et/ou de la direction longitudinale.
En effet, lors du montage de l'ensemble anodique dans le caisson, le support anodique dudit ensemble monte en température, ce qui entraine une dilatation dudit support qui est particulièrement importante dans la direction transversale. Cette dilatation a pour effet de générer des contraintes mécaniques sur le récepteur anodique des moyens de déplacement, ce qui peut conduire au blocage ou à l'endommagement de ces moyens de déplacement. Ces contraintes mécaniques peuvent non seulement déformer le récepteur mais aussi l'ensemble anodique et ainsi générer des défauts de planéïté et donc de contact électrique. De façon générale, les moyens de compensation permettent de tolérer tout défaut de planéité pour assurer un bon contact électrique en autorisant une certaine plage de déformation, ce qui permet de libérer les contraintes mécaniques liées à la dilatation thermique ou la torsion éventuelle du support anodique lors de sa manutention.

5 Par moyens de compensation coopérant avec les moyens de déplacement on entend qu'il s'établit entre les moyens de compensation et les moyens de déplacement au moins une coopération fonctionnelle, mais pas forcément une coopération physique, c'est-à-dire que les moyens de compensation agissent directement ou indirectement sur les moyens de déplacement. En d'autres termes, les moyens de compensation peuvent avoir des io interactions directement avec, ou être intégrés dans, les moyens de déplacement, notamment le récepteur anodique desdits moyens de déplacement.
Alternativement, les moyens de compensation peuvent ne pas avoir d'interactions directement avec les moyens de déplacement, par exemple en étant intégrés dans le support anodique de l'ensemble anodique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est agencée au-dessus dudit au moins un récepteur anodique pour supporter l'ensemble anodique. De cette façon, le contact électrique entre le récepteur anodique et le support anodique s'en trouve amélioré.
De préférence, le au moins un récepteur anodique comporte une partie d'entrainement guidée en translation selon la direction sensiblement verticale et une partie conductrice de l'électricité. De cette façon, il est possible d'optimiser le récepteur anodique en découplant la fonction de déplacement, et éventuellement de support, de la fonction conduction de l'électricité, au moins sur une grande partie du récepteur anodique. La partie d'entrainement peut être réalisée en acier. La partie d'entrainement coopère avec des moyens moteurs et des moyens de guidage. La partie conductrice peut, quant à
elle, être réalisée en cuivre. Cette configuration permet notamment de limiter la résistance électrique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est aménagée sur la partie conductrice du dit récepteur anodique. Ainsi, le découplage entre la fonction de déplacement et la fonction conduction de l'électricité est réalisé sur une majeure partie du récepteur anodique, mais pas sur l'ensemble dudit récepteur anodique. En effet, c'est seulement au niveau de la surface de contact du récepteur anodique, que la partie conductrice permet à elle seule d'assurer la double fonction de déplacement et de conduction de l'électricité.

6 Selon un mode de réalisation de la présente invention, la surface de contact est sensiblement horizontale, les moyens de compensation étant essentiellement formés par ladite surface de contact et la surface de contact anodique du support anodique coopérant avec ladite surface de contact, la dilatation du support anodique le long de la direction transversale étant absorbée par glissement de ladite surface de contact anodique sur ladite surface de contact dans la direction transversale et/ou dans la direction longitudinale de ladite surface du support.
Afin d'assurer un bon contact électrique entre le récepteur anodique et l'ensemble anodique, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de io contact anodique correspondante du support anodique ont généralement des formes complémentaires.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de contact anodique correspondante du support anodique sont planes et horizontales.
Alternativement, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de contact anodique correspondante du support anodique peuvent avoir des formes diverses, notamment pour maximiser l'étendue de ces surfaces et favoriser ainsi la conductivité électrique entre le récepteur anodique et le support anodique.
Selon un mode de réalisation, la surface de contact du au moins un récepteur anodique peut comporter une goulotte ou rainure traversant l'ensemble de ladite surface de contact et dont l'axe principal s'étend parallèlement à la direction transversale du caisson. Ce mode de réalisation permet de favoriser le glissement de la surface de contact anodique du support anodique sur la surface de contact correspondante du récepteur anodique dans la direction transversale du caisson. Dans ce cas, la surface de contact anodique correspondante présente une partie saillante oblongue destinée à coopérer avec la goulotte. De préférence, la goulotte et la partie saillante oblongue correspondante présentent un profil transversal ayant la forme d'un arc de cercle, par exemple un demi-cercle.
Dans le cas préférentiel d'un support anodique comportant au moins deux surfaces de contact anodiques destinées à être supportées sur deux surfaces correspondantes de récepteurs anodiques disposés sur chaque bord longitudinal du caisson, les directions principales de la goulotte et de la partie saillante oblongue correspondante peuvent être orientées selon la direction transversale de caisson pour les surfaces de contact sur un bord longitudinal du caisson et orientées selon la direction longitudinale pour les surfaces sur l'autre bord longitudinal du caisson.

7 De préférence, le glissement de la surface de contact anodique du support anodique sur la surface de contact est facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité
appliquée sur l'une desdites surfaces.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, les moyens de compensation sont agencés dans ledit au moins un récepteur anodique. Le support anodique peut alors être avantageusement fixé sur le récepteur anodique de sorte que la surface de contact anodique du support anodique soit en compression contre la surface de contact du récepteur anodique, sans risquer une détérioration des moyens de déplacement.
De préférence, les moyens de compensation sont agencés entre une partie supérieure du au moins un récepteur anodique portant la surface de contact et la partie d'entrainement.
Selon une variante, les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison entre la partie supérieure et la partie d'entrainement permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale ou de la direction longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type bielle.
De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, disposés de part et d'autre du caisson par rapport à la direction transversale, un premier élément de liaison de l'un des récepteurs anodiques permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale, et un second élément de liaison de l'autre récepteur anodique permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction longitudinale.
Selon une autre variante, les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison entre la partie supérieure et la partie d'entrainement permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale et de la direction longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type rotule.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la partie d'entrainement du récepteur anodique comprend un mat de levage entrainé en translation et une semelle connectée au dit mat de levage par l'intermédiaire de l'élément de liaison, la partie conductrice comportant au moins un conducteur latéral et une plaque conductrice disposée sur ladite semelle connectée électriquement au dit conducteur latéral.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la partie d'entrainement comporte un cerclage entourant la partie conductrice de l'électricité avec un jeu suffisant pour permettre à ladite partie conductrice de se déformer à l'intérieur dudit cerclage et d'absorber ainsi la dilatation du support anodique le long de la direction transversale et/ou de la direction longitudinale.

8 De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, lesdits récepteurs anodiques étant respectivement agencés le long de chaque paroi longitudinale du caisson, à l'extérieur dudit caisson.
De préférence, les au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique sont associés à des moyens de motorisations séparés.
De préférence, le dispositif d'électrolyse comprend des moyens de guidage agencés le long des parois longitudinales du caisson, à l'extérieur dudit caisson, lesdits moyens de guidage étant aménagés dans une structure soudée formant ledit caisson.
De préférence, l'ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson et l'ensemble anodique est recouverte par une couverture amovible.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de compensation sont agencés dans le support anodique.
L'invention concerne également un ensemble anodique destiné à être installé
dans un dispositif d'électrolyse pour la production d'aluminium, ledit ensemble anodique comprenant un support anodique et au moins un bloc anodique suspendu au dit support anodique, ledit support anodique étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique, ledit au moins un bloc anodique étant destiné à être déplacé selon une direction sensiblement verticale au travers d'une ouverture délimitée par un caisson et son revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse à l'aide d'au moins un récepteur anodique de moyens de déplacement dudit dispositif d'électrolyse coopérant avec ledit support anodique, ledit ensemble anodique étant caractérisé en ce que le support anodique comporte au moins une surface de contact anodique coopérant avec une surface de contact correspondante dudit au moins un récepteur anodique pour établir avec ledit au moins un récepteur anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble anodique, et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction sensiblement verticale, la au moins une surface de contact anodique du support anodique étant disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique.
Selon l'invention, la au moins une surface de contact anodique du support anodique est disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique. En d'autres termes, la au moins une surface de contact anodique n'est pas disposée au droit du au moins un bloc anodique.
Comme cela est décrit ci-dessus de manière plus complète, une telle configuration permet notamment de recevoir les ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques du

9 dispositif d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation verticale des blocs anodiques.
De préférence, le support anodique de l'ensemble anodique s'étend le long d'une direction principale correspondant à une direction transversale du caisson lorsque l'ensemble anodique est reçu dans le dispositif d'électrolyse, et ledit support anodique comporte des moyens de compensation pour absorber la dilatation dudit support anodique le long de ladite direction principale et/ou d'une direction secondaire dudit support anodique correspondant à une direction longitudinale dudit caisson lorsque l'ensemble anodique est installé dans ledit dispositif d'électrolyse.
De façon générale, les moyens de compensation permettent de corriger tout défaut de planéité pour assurer un bon contact électrique et pour palier la dilatation thermique ou la torsion éventuelle du support anodique.
De préférence, le support anodique comporte une armature, supportant le au moins un bloc anodique, et une partie conductrice de l'électricité, la au moins une surface de contact anodique dudit support anodique étant aménagée dans ladite partie conductrice.
Selon un mode de réalisation, les moyens de compensation du support anodique comprennent au moins un élément de liaison, tel qu'un élément de liaison de type bielle ou un élément de liaison de type coulissant, disposé entre la au moins une surface de contact anodique et une partie principale de l'armature, pour absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale ou de la direction secondaire.
De préférence, le support anodique comporte deux surfaces de contact anodique disposées de chaque côté dudit support anodique par rapport à la direction principale, un premier élément de liaison disposé entre l'une des surfaces de contact anodique et la partie principale de l'armature permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale et un second élément de liaison disposé entre l'autre surface de contact anodique et la partie principale de l'armature permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction secondaire.
De préférence, au moins un élément de liaison permet d'absorber la dilatation du support anodique le long de la direction principale et de la direction secondaire, tel qu'un élément de liaison de type rotule.
L'invention concerne également une cellule d'électrolyse, ladite cellule étant caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'électrolyse tel que décrit ci-dessus, ladite cellule d'électrolyse comprenant, en outre, une cuve d'électrolyse formée par le caisson et le revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse, un bain d'électrolyte contenu dans ladite cuve et au moins un ensemble anodique comportant au moins un bloc anodique immergé
partiellement dans ledit bain d'électrolyte.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de modes de réalisation préférés de celle-ci qui sont exposés ci-dessous, de manière non limitative, et 5 qui sont illustrés à l'aide des figures annexées.
La figure 1 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon l'invention, selon une section transversale A-A de la figure 2 décrite ci-après.
La figure 2 représente en coupe, l'une des cellules d'électrolyse de la figure 1, selon une section longitudinale B-B.

10 La figure 3 représente une vue de côté de la même cellule d'électrolyse de la figure 1, le long d'un plan défini par une section longitudinale C-C.
La figure 4 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la figure 4, un récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison de type bielle et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 6 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 5, selon une section longitudinale D-D.
La figure 7 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la figure 4, un récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison de type rotule et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 8 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 7, selon une section longitudinale E-E.
La figure 9 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon encore un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 10 représente en coupe, un récepteur anodique des moyens de déplacement de l'ensemble anodique de l'une des cellules d'électrolyse de la figure 9 et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 11 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon une section longitudinale F-F.
La figure 12 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon une section longitudinale G-G.
La figure 13 représente en coupe, un ensemble anodique selon un mode de réalisation.

11 La figure 14 représente en coupe, le support anodique de la figure 13, selon une section longitudinale 1-1.
La figure 15 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens de compensation de la figure 13, selon une section longitudinale K-K.
La figure 16 représente en coupe, un ensemble anodique selon un autre mode de réalisation.
La figure 17 représente en coupe, le support anodique de la figure 16, selon une section longitudinale L-L.
La figure 18 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens de compensation de la figure 16, selon une section longitudinale N-N.
La figure 1 montre deux cuves d'électrolyse 1 voisines destinées à la production d'aluminium par électrolyse, chacune desdites cuves étant associée à un dispositif d'électrolyse 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La description ci-dessous est réalisée par rapport à un référentiel cartésien, représenté
sur la figure 1, qui est lié à chaque cuve d'électrolyse 1, l'axe X étant orienté dans une direction transversale des cuves d'électrolyse, l'axe Y étant orienté dans une direction longitudinale des cuves d'électrolyse, et l'axe Z étant orienté dans une direction verticale des cuves d'électrolyse. Les orientations, directions, plans et déplacements longitudinaux, transversaux, verticaux sont ainsi définis par rapport à ce référentiel.
En référence à la figure 1 et au repère cartésien représenté sur cette même figure, la cuve d'électrolyse 1 est agencée perpendiculairement par rapport à la longueur d'une file de cuves d'électrolyse à laquelle elle appartient. Ainsi, elle s'étend en longueur selon la direction longitudinale Y, tandis que la file de cuves d'électrolyse s'étend en longueur selon la direction transversale X.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend un caisson 3, qui peut être métallique, par exemple en acier, et un revêtement intérieur 5, typiquement en matériaux réfractaires. Le caisson 3 est généralement équipé de berceaux de renforts.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend au moins un ensemble cathodique disposé
au fond du caisson 3, chaque ensemble cathodique comprenant au moins une cathode 7, pouvant être formée de plusieurs blocs cathodiques en matériau carboné, ainsi que des conducteurs cathodiques 9 destinés à collecter le courant d'électrolyse pour le conduire vers des sorties cathodiques 11 traversant le caisson 3.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend également des ensembles anodiques

12 comportant un support anodique 13 et au moins un bloc anodique 15 ou anode supporté

par le support anodique 13. Le support anodique 13 comprend une barre de support 17 qui peut s'étendre de façon sensiblement horizontale entre deux bords longitudinaux opposés de la cuve d'électrolyse et des rondins 19. Le bloc anodique 15 est accroché au support anodique 13 au moyen des rondins 19 scellés à l'aide de fonte dans des trous prévus à cet effet dans le bloc anodique 15. Le bloc anodique 15 peut être en matériau carboné. Le bloc anodique 15 est souvent de type précuit. En fonctionnement, le bloc anodique 15 est plongé dans un bain électrolytique 21 contenu dans chaque cuve d'électrolyse 1 pour y être consommé. Les ensembles anodiques 12 sont destinés à être enlevés et remplacés périodiquement lorsque les blocs anodiques 15 sont en grande partie consommés. Du fait de la consommation des blocs anodiques 15, chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend des moyens de déplacement 23 pour translater verticalement vers le bas les ensembles anodiques 12. De cette façon, les blocs anodiques 15 sont descendus, au fur et à mesure de leur consommation, au travers d'une ouverture 16 délimitée par le caisson 3 et son revêtement intérieur 5.
Les moyens de déplacement 23 comportent, pour chaque cuve d'électrolyse 1, au moins deux récepteurs anodiques 25 destinés à coopérer avec le support anodique 13, 17 pour entrainer l'ensemble anodique 12. Les récepteurs anodiques 25 peuvent être actionnés par des vérins 39. Plus précisément, chaque récepteur anodique 25 comporte une surface de contact 27 coopérant avec une surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17 pour établir avec ledit support anodique un contact mécanique permettant d'entrainer verticalement l'ensemble anodique 12. En l'occurrence, la surface de contact 27 des récepteurs anodiques 25 est agencée au-dessus desdits récepteurs anodiques, de sorte que l'ensemble anodique est supporté sur ces récepteurs anodiques.
Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'avoir des moyens de fixation pour fixer le support anodique 13, 17 sur les récepteurs anodiques 25. Comme cela est expliqué dans ce qui suit, l'absence de moyens de fixation permet de compenser les dilations transversales ou longitudinales du support anodique 13, 17.
D'un point de vue électrique, les ensembles anodiques et les ensembles cathodiques de chaque cuve d'électrolyse sont alimentés électriquement par un réseau de conducteurs électriques. Les sorties cathodiques 11 des cuves d'électrolyse 1 sont reliées à des conducteurs d'acheminement 31 pour conduire le courant d'électrolyse collecté
par les conducteurs cathodiques 9 jusqu'à des conducteurs anodiques alimentant électriquement les blocs anodiques 15 de la cuve d'électrolyse suivante. Ces conducteurs d'acheminement 31 s'étendent généralement selon une direction sensiblement horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés électriquement entre les conducteurs d'acheminements 31 et les ensembles anodiques 12. Les

13 conducteurs anodiques sont destinés à conduire le courant d'électrolyse vers les ensembles anodiques 12 et comportent des conducteurs électriques flexibles 33 pour s'adapter, par leur flexibilité, au déplacement en translation verticale des ensembles anodiques 12 et permettre ainsi de maintenir la connexion électrique pendant le déplacement des ensembles anodiques 12. Les conducteurs électriques flexibles peuvent être formés par une superposition de feuilles souples électriquement conductrices. Les conducteurs cathodiques 9, les sorties cathodiques 11 et les conducteurs d'acheminement 31 peuvent être formés par des barres métalliques, par exemple en aluminium, en cuivre ou en acier.
io Selon un aspect de l'invention, la surface de contact 27 de chaque récepteur anodique 25 permet d'établir avec le support anodique 13, 17, non seulement d'un contact mécanique pour déplacer verticalement l'ensemble anodique 12, mais également un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre chaque récepteur anodique et ledit support anodique.
Pour ce faire, chaque récepteur anodique 25 comporte une partie d'entrainement 35 qui est guidée en translation verticale et une partie conductrice de l'électricité. La partie d'entrainement 35, qui est souvent en acier, est entrainée par les vérins 39 et guidée en translation verticale par des moyens de guidage 51 qui peuvent être formés contre le caisson et par la partie supérieure du caisson et, le cas échéant, par une partie d'une superstructure de la cuve. La partie conductrice peut, quant à elle, être formée par des conducteurs électriques rigides, non déformables, par exemple, formés par une barre métallique, notamment en acier, en cuivre, en aluminium ou en composite acier/cuivre. La partie conductrice fait partie des conducteurs anodiques décrits ci-dessus, et permet ainsi de conduire le courant d'électrolyse vers un ensemble anodique 12. Plus précisément, la partie conductrice est connectée électriquement entre, d'un côté, les conducteurs électriques flexibles 33, et de l'autre côté, la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17. Sur la figure 1, seulement l'extrémité supérieure de la partie conductrice 37 a été représentée, c'est-à-dire la partie du récepteur anodique 25 portant la surface de contact 27. Le transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13, 17, entre la surface de contact anodique 29 dudit support et les blocs anodiques 15, se fait à l'aide de conducteurs électriques 40, représentés en noir, intégrés dans ledit support anodique. Le transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13, 17 se fait également à
l'aide des rondins 19. Les surfaces de contact 27 des récepteurs anodiques 25 étant agencées de façon à supporter l'ensemble anodique 12, le poids de cet ensemble anodique permet ainsi de renforcer le contact électrique entre le récepteur anodique et le support anodique. Il s'ensuit que la conduction du courant d'électrolyse est améliorée.

14 Selon un autre aspect de l'invention, les récepteurs anodiques 25 des moyens de déplacement 23 sont disposés en dehors d'un espace défini par le dessus des blocs anodiques 15 pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, lors des déplacements verticaux de l'ensemble anodique 12, que ce soit par l'intermédiaire des moyens de déplacement 23 afin de compenser la consommation des bloc anodiques

15, ou que ce soit à l'aide d'outils de manutention dans les opérations de changement d'anode, les récepteurs anodiques 25 ne se trouvent pas sur le chemin de translation vertical des blocs anodiques 15. De la même façon, les conducteurs anodiques sont également disposés en dehors de l'espace défini par le dessus des blocs anodiques 15 pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, l'extrémité des conducteurs anodiques, qui sont en contact avec le support anodique 13, 17, est comprise dans la partie conductrice 37 des récepteurs anodiques 25, cette dernière étant elle-même en dehors de l'espace défini par le dessus des blocs anodiques 15. Il s'ensuit que les manoeuvres de changement d'anode s'en trouvent facilitées. Cette configuration permet également de ne pas entraver l'accessibilité des outils d'intervention dans la cuve d'électrolyse. A l'exception d'une couverture amovible décrite ci-après, aucun équipement n'est disposé au-dessus de l'ouverture 16 qui pourrait entraver l'accessibilité dans chaque cuve d'électrolyse 1.
Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, des moyens de compensation coopérant, au moins fonctionnellement, avec les moyens de déplacement sont souvent nécessaires pour absorber la dilatation du support anodique 13, 17.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, la surface de contact 27 du récepteur anodique 25 est plane et horizontale, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 par glissement de la surface de contact anodique 29 de ce support anodique sur ladite surface de contact du récepteur anodique. Il s'ensuit que, dans ce mode de réalisation, les moyens de compensation sont essentiellement formés par la surface de contact 27 du récepteur anodique 25 et la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17. Ce glissement de la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17 sur la surface de contact 27 peut être facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité appliquée sur l'une desdites surfaces.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend une enceinte de confinement 41 destinée au confinement des gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse. Cette enceinte de confinement délimite un volume fermé au-dessus de l'ouverture 16 au travers de laquelle l'ensemble anodique 12 est déplacé verticalement. On notera que les ensembles anodiques 12 sont intégralement contenus dans l'enceinte de confinement 41.
Cette enceinte de confinement est formée, au moins en partie, par le caisson 3 et par une couverture amovible 43. L'enceinte de confinement 41 peut comporter une superstructure recevant la couverture amovible 43 et disposée au-dessus du caisson 3. Dans le mode de réalisation représenté, la couverture amovible 43 repose sur une partie fixe 45 d'une superstructure ou d'un prolongement du caisson 3. La couverture amovible 43 permet 5 d'extraire et d'introduire des ensembles anodiques 12, par le dessus, dans chaque cuve d'électrolyse 1, à l'aide d'outils de manutention. Elle permet également de faciliter toute intervention dans la cuve d'électrolyse 1.
Les récepteurs anodiques 25 des moyens de déplacement 23 sont en partie dans l'enceinte de confinement 41. Une partie supérieure des récepteurs anodiques 25 portant io la surface de contact 27 est disposée à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41. Une partie inférieure de ces mêmes récepteurs anodiques 25, fixée à chaque vérin 39 et connectée électriquement aux conducteurs flexibles 33, est disposée à
l'extérieur de l'enceinte de confinement 41. Les conducteurs électriques flexibles 33 et les vérins 39 sont agencés à l'extérieur de l'enceinte de confinement 41. La partie supérieure des 15 récepteurs anodiques 25 portant les surfaces de contact 27 s'étend à
l'intérieur de l'enceinte de confinement 41, de sorte que la connexion électrique avec le support anodique 13, 17 est réalisée à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41.
Ainsi, l'ensemble anodique 12 est exempt de toute interaction avec le caisson 3, la couverture amovible 43, et le cas échéant la superstructure qui forment l'enceinte de confinement 41.
De cette façon, l'enceinte de confinement 41 ne risque pas d'être affectée, soit par le remplacement de l'ensemble anodique, soit par le déplacement de l'ensemble anodique vers le bas au fur et à mesure de la consommation des blocs anodiques 15.
Des joints d'étanchéité dynamiques sont disposés autour des récepteurs anodiques 25 au niveau de la traversée de l'enceinte de confinement 41 par le récepteur anodique afin d'empêcher que les gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse sortent de l'enceinte de confinement 41. Pour améliorer l'étanchéité de l'enceinte de confinement 41, plus particulièrement au niveau de la jonction entre la couverture amovible 43 et la partie fixe 45, il peut être prévu que chaque cuve d'électrolyse 1 comprenne des joints d'étanchéité 47 intercalés entre la couverture amovible 43 et la partie fixe 45 sur laquelle ladite couverture amovible 43 repose.
Les figures 2 et 3 permettent de voir que la couverture amovible 43 peut comprendre une pluralité de capots 53 adjacents sensiblement longitudinaux et parallèles entre eux, s'étendant selon une direction X sensiblement transversale, entre deux bords longitudinaux opposés de chaque cuve d'électrolyse 1. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4, 5, 6, 7 et 8, les moyens de compensation sont agencés dans les récepteurs anodiques 125, 126 des moyens de déplacement 123 associés à
chaque

16 cuve d'électrolyse 101, c'est à dire plus précisément entre la partie supérieure des récepteurs anodiques 125, 126 portant les surfaces de contact 127, 128 et la partie d'entrainement 135, 136 de ces mêmes récepteurs anodiques guidée en translation verticale. Les moyens de compensation comprennent des éléments de liaison 161 agencés dans les récepteurs anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve d'électrolyse et des éléments de liaison 171 d'un autre type agencés dans les récepteurs anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101. Les éléments de liaison 161 sont de type bielle, alors que les éléments de liaison 171 sont de type rotule.
Les éléments de liaison 161, 171 des moyens de compensation sont agencés entre la partie supérieure et la partie d'entrainement 135, 136 des récepteurs anodiques 125, 126.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1, le support anodique 13, 17 des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 4 est fixé sur les récepteurs anodiques 125, 126 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages complémentaires dont la coopération permet la fixation du support anodique 13,

17 par simple vissage à l'aide des vis 181. Les moyens de fixation pourraient comprendre tout type de connecteur, par exemple à vis, réalisant un placage et une compression du support anodique 13, 17 contre les récepteurs anodiques 125, 126.
En référence aux figures 5 et 6, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve d'électrolyse 101, la partie d'entrainement 135 comprend un mat de levage 163 entrainé en translation verticale par le vérin 39. La partie d'entrainement comprend également une semelle 165 en acier connectée au mat de levage 163 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 161 de type bielle. La partie conductrice 137 comporte, quant à elle, deux conducteurs latéraux 167 rigides qui sont connectés dans leur partie inférieure aux conducteurs flexibles 33 représentés sur la figure 4. La partie conductrice 137 comporte, en outre, une semelle conductrice 169 en cuivre disposée sur la semelle 165 et connectée électriquement aux deux conducteurs latéraux 167. Les conducteurs latéraux 167 sont fixés mécaniquement à la semelle 165 en acier et soudés à la semelle conductrice 169.
En référence aux figures 7 et 8, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101, la configuration des récepteurs anodiques 126 est similaire aux récepteurs anodiques 125, sauf que l'élément de liaison 171 est de type rotule. La partie d'entrainement 136 comprend un mat de levage 173 entrainé en translation verticale par le vérin 39. La partie d'entrainement comprend également une semelle 175 en acier connectée au mat de levage 173 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 171 de type rotule. La partie conductrice 138 comporte, quant à elle, deux conducteurs latéraux 177 rigides qui sont connectés dans leur partie inférieure aux conducteurs flexibles 33 représentés sur la figure 4. La partie conductrice 138 comporte, en outre, une plaque conductrice 179 en cuivre qui est disposée sur la semelle 175 et qui est connectée électriquement aux deux conducteurs latéraux 177. Les conducteurs latéraux 177 sont fixés mécaniquement à la semelle 175 en acier et soudés à la semelle conductrice 179.
Les éléments de liaison de type bielle 161 et de type rotule 171 permettent ainsi d'absorber toute dilatation des supports anodiques 13, 17. L'élément de liaison 161 de type bielle est monté avec ses axes de rotation orientés selon la direction longitudinale Y, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 le long de la io direction transversale. Si les axes de rotation de l'élément de liaison de type bielle avaient été orientés selon la direction transversale X, la compensation serait appliquée pour absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction longitudinale.
L'élément de liaison 171 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 le long de la direction transversale et de la direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, disposés de part et d'autre du caisson par rapport à la direction transversale, un premier élément de liaison de type bielle étant monté sur l'un des récepteurs anodiques de façon à
absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale, et un second élément de liaison de type bielle étant monté sur l'autre récepteur anodique de façon à
absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction longitudinale.
Pour chaque ensemble anodique, il est également possible d'envisager d'avoir au moins un élément de liaison agencé sur au moins un récepteur anodique disposé sur un seul côté du caisson de la cuve d'électrolyse.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 9, 10, 11 et 12, les moyens de compensation sont, comme dans le mode de réalisation de la figure 4, agencés dans les récepteurs anodiques des moyens de déplacement associés à chaque cuve d'électrolyse 201.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1, le support anodique 13, 17 des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 9 est fixé sur les récepteurs anodiques 225 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages complémentaires dont la coopération permet la fixation du support anodique 13, 17 par simple vissage à
l'aide des vis 281.

18 En référence aux figures 10, 11 et 12, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 225, la partie d'entrainement 235 du récepteur anodique comporte un cerclage 283 ou carter entourant la partie conductrice de ce même récepteur anodique. Le cerclage 283 est en acier rigide et constitue l'essentiel de la partie d'entrainement 235 du récepteur anodique 225. Le cerclage est entrainé en translation verticale par l'intermédiaire du vérin 39. Comme cela est visible sur les figures 11 et 12, un jeu est laissé entre la partie conductrice 237 et le cerclage 283, afin que ladite partie conductrice puisse bouger pour reprendre la dilatation thermique ou tout autre défaut de planéité du support anodique 13, 17. Un pivot glissant 285 est agencé dans la partie inférieure du récepteur anodique 225 pour soutenir la partie conductrice 237.
Le pivot glissant 285 pourrait également être disposé perpendiculairement par rapport à
celui présenté sur les figures 10 et 11, par exemple sur le récepteur anodique 225 supportant le même ensemble anodique et disposé de l'autre côté du caisson.
Les moyens de compensation peuvent également être agencés dans le support anodique de l'ensemble anodique. Des ensembles anodiques 301, 401 intégrant de tels supports anodiques ont été représentés, à titre d'exemple, sur les figures 13 à 18.
En référence aux figures 13 et 16, le support anodique 303, 403 des ensembles anodiques 301, 401 s'étend le long d'une direction principale correspondant à
la direction transversale X lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif d'électrolyse. Un repère cartésien a été représenté sur les figures 13 et 16, à titre indicatif, pour montrer le positionnement de ces ensembles anodiques par rapport aux cuves d'électrolyse.
La dilatation des supports anodiques 303, 403 se fait essentiellement le long de la direction principale. La dilatation se fait, dans une moindre mesure, le long d'une direction secondaire des supports anodiques 303, 403 correspondant à la direction longitudinale Y
lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif d'électrolyse.
Les supports anodiques 303, 403 des ensembles anodiques 301, 401 comportent des armatures 305, 405 supportant plusieurs blocs anodiques 307, 407 par l'intermédiaires de rondins 309, 409. Les supports anodiques 303, 403 comportent également une partie conductrice 311, 411 formée par des conducteurs électriques flexibles. Chacun des supports anodiques 303, 403 comporte deux surfaces de contact anodique ayant la forme de semelles 313, 413 destinées à coopérer avec des surfaces de contact correspondantes des récepteurs anodiques pour établir un contact électrique et un contact mécanique. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont disposées en dehors d'un espace défini par le dessus des blocs anodiques 307, 407, ce qui permet de supporter ces ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques d'un dispositif d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation verticale des blocs

19 anodiques. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont aménagées dans les parties conductrices 311, 411 et sont essentiellement constituées par des semelles en cuivre desdites parties conductrices. Ainsi, le contact électrique entre les récepteurs anodiques et les supports anodiques s'en trouve amélioré.
Comme cela est visible sur les figures 14 et 17, les armatures 305, 405 comportent des poutres dont le profil présente une forme et un dimensionnement permettant de réduire la flexion desdites poutres sous le poids des blocs anodiques. Les parties conductrices 311, 411 peuvent être formées par des plaques ou des lamelles en cuivre qui ne sont pas liées mécaniquement de façon continue avec les armatures 305, 405 du support anodique.
io Comme visible sur les figures 13 et 16, les parties conductrices 311, 411 sont plus particulièrement liées aux armatures 305, 405 uniquement au niveau des surfaces de contact anodique 313, 413 et des rondins 309, 409. Les parties conductrices 311, 411 peuvent se déformer légèrement sur les sections non liées aux armatures 305, 405 de sorte à absorber toute dilatation thermique du support anodique 303, 403.
En référence aux figures 13, 14 et 15, les moyens de compensation du support anodique 301 comprennent un élément de liaison de type bielle 321 disposé entre la surface de contact anodique 313 à droite de l'ensemble anodique 301 et une partie principale de l'armature 305. Les moyens de compensation du support anodique 303 comprennent un un autre élément de liaison de type rotule 322 disposé entre la surface de contact anodique 313 à gauche de l'ensemble anodique et une partie principale de l'armature 305. Plus précisément, les éléments de liaison 321, 322 sont disposés entre la poutre de l'armature 305 et des semelles en acier 325 supportant les semelles en cuivre formant les surfaces de contact anodique 313.
L'élément de liaison 321 de type bielle est monté avec ses axes de rotation orientés selon la direction secondaire Y, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 303 le long de la direction principale X. L'élément de liaison de type bielle peut être appelé une bielle de rattrapage de la dilatation thermique longitudinale de la poutre constituant le support anodique. Si les axes de rotation de l'élément de liaison de type bielle avaient été orientés selon la direction principale X, la compensation serait appliquée pour absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction secondaire Y.
L'élément de liaison 322 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction transversale et de la direction longitudinale.
L'élément de liaison de type rotule peut être appelé une rotule de rattrapage des défauts de torsion de la poutre constituant le support anodique.
En référence aux figures 16, 17 et 18, les moyens de compensation du support anodique 301 comprennent deux éléments de liaison de type coulissant 421 ou de type glissière, chacun desdits éléments de liaison étant disposé entre l'une ou l'autre des surfaces de contact anodique 413 de l'ensemble anodique et une partie principale de l'armature 405.
Plus précisément, les éléments de liaison 421 sont disposés entre la poutre de l'armature 405 et des semelles en acier 425 supportant les semelles en cuivre formant les surfaces 5 de contact anodique 413. Les éléments de liaison 421 de type coulissant sont formés d'un côté par la poutre de l'armature 405 dont le profil forme une glissière, et de l'autre côté
par des coulisseaux montés coullissants dans la glissière, chacun desdits coulisseaux portant la semelle en cuivre de chaque surface de contact anodique 413.
L'élément de liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support anodique 403 le long de la 10 direction principale X. Par ailleurs les éléments de liaison de type coulissant 421 peuvent en outre permettre une légère rotation ou pivot des semelles 425 autour d'un axe parallèle à la direction principale X, de part la forme sensiblement cylindrique des coulisseaux.
L'élément de liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support anodique 403 le long de la direction secondaire Y.
15 Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de compensation de l'ensemble anodique pourraient comporter un seul élément de liaison d'un côté ou de l'autre du support anodique. Les moyens de liaison pourraient également comporter un élément de liaison de type rotule ou pivot sur l'un des côtés du support anodique et un élément de liaison de type coulissant sur l'autre côté dudit support anodique.

20 Un avantage de la présente invention est de faciliter l'accès des outils de manutention et d'intervention dans le caisson, notamment pour les manoeuvres de changement d'anode, en proposant une configuration dans laquelle l'espace au-dessus de l'ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson est dégagée.
Un autre avantage de la présente invention est de faciliter le montage et le démontage de l'ensemble anodique.
Encore un autre avantage de la présente invention est de limiter les interactions mécaniques avec les conducteurs anodiques pendant les opérations de changement d'anode, ce qui permet de réduire leur usure et d'éviter leur endommagement.
Encore un avantage de la présente invention est de permettre d'effectuer les manoeuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve.
Un avantage d'un mode préféré de la présente invention est de permettre d'absorber toute dilatation du support anodique, notamment lors des opérations de changement d'anode, et ceci sans affecter le fonctionnement des moyens de déplacement de l'ensemble anodique.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'électrolyse destiné à la production d'aluminium comprenant un caisson (3) comportant un revêtement intérieur (5) délimitant une ouverture (16) au travers de laquelle est destiné à être déplacé au moins un bloc anodique (15), ledit au moins un bloc anodique étant suspendu à un support anodique (13, 17) formant avec ledit au moins un bloc anodique un ensemble anodique (12) mobile par rapport au caisson, ledit dispositif comprenant en outre des moyens de déplacement (23) comportant au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) destiné à coopérer avec ledit support anodique pour déplacer l'ensemble anodique (12) selon une direction sensiblement verticale (Z), ledit support anodique (13, 17) étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique (15), caractérisé en ce que ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ;
225) est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique (15) pendant son déplacement à travers l'ouverture (16), ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) comportant une surface de contact (27 ; 127, 128) coopérant avec une surface de contact anodique (29) correspondante du support anodique (13, 17) pour établir avec ledit support anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) et l'ensemble anodique (12), et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique (12) selon la direction sensiblement verticale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est destiné
à recevoir plusieurs ensembles anodiques (12) répartis le long d'une direction longitudinale (Y) du caisson (3), le support anodique (13, 17) desdits ensembles anodiques (12) s'étendant le long d'une direction transversale (X) dudit caisson, ledit dispositif comportant en outre des moyens de compensation (27, 29 ; 161, 171) coopérant avec les moyens de déplacement (23) pour absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et/ou de la direction longitudinale (Y).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de contact (27 ;
127, 128) du au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) est agencée au-dessus dudit au moins un récepteur anodique pour supporter l'ensemble anodique (12).

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) comporte une partie d'entrainement (35 ; 135, 136 ; 235) guidée en translation selon la direction sensiblement verticale (Z) et une partie conductrice de l'électricité (37 ; 137, 138 ; 237).
Date Reçue/Date Received 2021-05-11

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de contact (27 ;
127, 128) du au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) est aménagée sur la partie conductrice dudit au moins un récepteur anodique (37 ; 137, 138 ; 237).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de contact (27) est sensiblement horizontale, les moyens de compensation étant essentiellement formés par ladite surface de contact (27) et la surface de contact anodique (29) du support anodique (13, 17) coopérant avec ladite surface de contact (27), la dilatation du support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) étant absorbée par glissement de ladite surface de contact anodique (29) sur ladite surface de contact (27) dans la direction transversale (X) et/ou dans la direction longitudinale (Y) de ladite surface du support.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le glissement de la surface de contact anodique du support anodique (13, 17) sur la surface de contact (27) est facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité
appliquée sur l'une desdites surfaces.

8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de compensation (161, 171) sont agencés dans le au moins un récepteur anodique (125, 126 ; 225).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de compensation (161, 171) sont agencés entre une partie supérieure du au moins un récepteur anodique (125, 126 ; 225) portant la surface de contact (127, 128) et la partie d'entrainement (135, 136).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison (161) entre la partie supérieure et la partie d'entrainement (135, 136) permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) ou de la direction longitudinale (Y).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de liaison (161) est un élément de liaison de type bielle.

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (23) sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques (125, 126) par ensemble anodique (12), disposés de part et d'autre du caisson (3) par rapport à la Date Reçue/Date Received 2021-05-11 direction transversale (X), un premier élément de liaison (161) de l'un des récepteurs anodiques (125) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X), et un second élément de liaison (171) de l'autre récepteur anodique (126) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction longitudinale (Y).

13. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison (171) entre la partie supérieure et la partie d'entrainement (135, 136) permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et de la direction longitudinale (Y).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de liaison (171) est un élément de liaison de type rotule.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé
en ce que la partie d'entrainement (135, 136) du au moins un récepteur anodique (125, 126) comprend un mat de levage (163, 173) entrainé en translation et une semelle (165, 175) connectée au dit mat de levage (163, 173) par l'intermédiaire de l'élément de liaison (161, 171), la partie conductrice (137, 138) comportant au moins un conducteur latéral (167, 177) et une plaque conductrice (169, 179) disposée sur ladite semelle (165, 175) connectée électriquement au dit au moins un conducteur latéral (167,177).

16. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie d'entrainement (235) comporte un cerclage (283) entourant la partie conductrice (237) de l'électricité avec un jeu suffisant pour permettre à ladite partie conductrice (237) de se déformer à
l'intérieur dudit cerclage (283) et d'absorber ainsi la dilatation du support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et/ou de la direction longitudinale (Y).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé
en ce que les moyens de déplacement (23) sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques (25 ; 125, 126 ; 225) par ensemble anodique (12), lesdits récepteurs anodiques étant respectivement agencés le long de chaque paroi longitudinale du caisson (3), à
l'extérieur dudit caisson (3).

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les au moins deux récepteurs anodiques (25 ; 125, 126 ; 225) par ensemble anodique (12) sont associés à
des moyens de motorisations (39) séparés.
Date Reçue/Date Received 2021-05-11

19.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage agencés le long des parois longitudinales du caisson (3), à l'extérieur dudit caisson (3), lesdits moyens de guidage étant aménagés dans une structure soudée formant ledit caisson (3).

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 19, caractérisé
en ce que l'ouverture (16) délimitée par le revêtement intérieur (5) du caisson (3) et l'ensemble anodique (12) est recouvert par une couverture amovible (43).

21. Ensemble anodique (12 ; 301 ; 401) destiné à être installé dans un dispositif d'électrolyse pour la production d'aluminium, ledit ensemble anodique comprenant un support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) et au moins un bloc anodique (15 ; 307 ;
407) suspendu au dit support anodique, ledit support anodique étant destiné à être connecté à
des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique (15 ; 307 ; 407), ledit au moins un bloc anodique étant destiné à être déplacé selon une direction sensiblement verticale (Z) au travers d'une ouverture (16) délimitée par un caisson (3) et son revêtement intérieur (5) dudit dispositif d'électrolyse à
l'aide d'au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) de moyens de déplacement (23) dudit dispositif d'électrolyse coopérant avec ledit support anodique, caractérisé en ce que le support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) comporte au moins une surface de contact anodique (29 ; 313 ; 413) coopérant avec une surface de contact correspondante (27 ; 127, 128) dudit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ;
225) pour établir avec ledit au moins un récepteur anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) et l'ensemble anodique (12 ; 301 ; 401), et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique (12; 301 ; 401) selon la direction sensiblement verticale, la au moins une surface de contact anodique (29 ; 313 ; 413) du support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) étant disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique (15 ; 307 ; 407).

22. Ensemble anodique selon la revendication 21, caractérisé en ce que le support anodique (303 ; 403) de l'ensemble anodique (301 ; 401) s'étend le long d'une direction principale correspondant à une direction transversale (X) du caisson (3) lorsque l'ensemble anodique est reçu dans le dispositif d'électrolyse, et en ce que ledit support anodique (303 ; 403) comporte des moyens de compensation pour absorber la dilatation dudit support anodique (303 ; 403) le long de ladite direction principale et/ou d'une direction secondaire dudit support anodique (303 ; 403) correspondant à une direction Date Reçue/Date Received 2021-05-11 longitudinale (Y) dudit caisson lorsque l'ensemble anodique est installé dans ledit dispositif d'électrolyse.

23. Ensemble anodique selon la revendication 22, caractérisé en ce que le support anodique (303 ; 403) comporte une armature (305 ; 405), supportant le au moins un bloc anodique (307 ; 407), et une partie conductrice (311 ; 411) de l'électricité, la au moins une surface de contact anodique (313 ; 413) dudit support anodique étant aménagée dans ladite partie conductrice (311 ; 411).

24. Ensemble anodique selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce que les moyens de compensation du support anodique comprennent au moins un élément de liaison, disposé entre la au moins une surface de contact anodique (313 ; 413) et une partie principale de l'armature, pour absorber toute dilatation dudit support anodique (301 ; 401) le long de la direction principale ou de la direction secondaire.

25. Ensemble anodique selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de liaison est un élément de liaison de type bielle (321) ou un élément de liaison de type coulissant (421).

26. Ensemble anodique selon la revendication 25, caractérisé en ce que le support anodique (303) comporte deux surfaces de contact anodique (313) disposées de chaque côté dudit support anodique par rapport à la direction principale, un premier élément de liaison (321) disposé entre l'une des surfaces de contact anodique et la partie principale de l'armature (305) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale et un second élément de liaison (322) disposé entre l'autre surface de contact anodique et la partie principale de l'armature (305) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction secondaire.

27. Ensemble anodique selon l'une des revendications 25 ou 26, caractérisé en ce qu'au moins un élément de liaison (322) permet d'absorber la dilatation du support anodique (303) le long de la direction principale (X) et de la direction secondaire (Y).

28. Ensemble anodique selon la revendication 27, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de liaison (322) est un élément de liaison de type rotule.

29. Cellule d'électrolyse caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, ladite cellule d'électrolyse comprenant, en outre, une cuve d'électrolyse (1 ; 101 ; 201) formée au moins en partie par le caisson (3) et le revêtement intérieur (5) dudit dispositif d'électrolyse, et au moins un ensemble Date Reçue/Date Received 2021-05-11 anodique (12) comportant au moins un bloc anodique (15) destiné à être immergé

partiellement dans un bain d'électrolyte (21) contenu dans ladite cuve.

30. Installation d'électrolyse destinée à la production d'aluminium comprenant une pluralité de dispositifs d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications 1 à 20.
Date Reçue/Date Received 2021-05-11