CA2935439A1 - Electrolysis tank comprising an anodic assembly hoisting device - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une cuve d'électrolyse comportant un caisson (1) incluant un fond (10) et des parois latérales transversales et longitudinales (11, 12), le caisson (1) et une pluralité d'ensembles anodiques (3) incluant chacun une structure anodique (32) et au moins une anode (31), la cuve comprenant une pluralité de dispositifs de levage (6) s'étendant le long des parois latérales longitudinales du caisson (1) pour déplacer les ensembles anodiques (3), les dispositifs de levage comprenant un vérin (61) composé d'un corps (611) et d'une tige de vérin (612) s'étendant le long d'un axe longitudinal (B- B'), et un récepteur anodique (62) destiné à recevoir une extrémité de la structure anodique (32), le vérin (61) étant couplé au récepteur anodique (62) pour l'animer d'un mouvement de translation le long d'un axe de translation (?-?'), caractérisée en ce que l'axe longitudinal (?-?') du vérin (61) est parallèle et distinct de l'axe de translation (?-?') du récepteur anodique (62).The present invention relates to an electrolysis cell comprising a box (1) including a bottom (10) and transverse and longitudinal side walls (11, 12), the box (1) and a plurality of anode assemblies (3) including each having an anode structure (32) and at least one anode (31), the vessel comprising a plurality of lifting devices (6) extending along the longitudinal side walls of the vessel (1) for moving the anode assemblies (3) , the lifting devices comprising a jack (61) consisting of a body (611) and a jack rod (612) extending along a longitudinal axis (B-B '), and an anode receiver Valve (62) for receiving an end of the anode structure (32), the cylinder (61) being coupled to the anode receiver (62) for translational movement along a translation axis (? characterized in that the longitudinal axis (? -? ') of the ram (61) is parallel and distinct from the translation axis (? -? ') of the anode receiver (62).
Description
CUVE D'ELECTROLYSE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE LEVAGE
D'ENSEMBLES ANODIQUES
Domaine technique La présente invention concerne le domaine technique général de la production d'aluminium par électrolyse dans une cuve d'électrolyse contenant un bain à
base de cryolithe (dénommé ci-après bain cryolithaire ).
Elle concerne plus précisément une cuve d'électrolyse comprenant une pluralité
de dispositifs de levage d'ensembles anodiques contenus dans la cuve d'électrolyse, chaque ensemble anodique comportant au moins une anode carbonée de type précuite.
Présentation de l'art antérieur L'aluminium est essentiellement produit par électrolyse d'alumine dissoute dans un bain cryolithaire.
Actuellement, la production d'aluminium à l'échelle industrielle est mise en oeuvre dans une cuve d'électrolyse composée d'un caisson en acier ouvert dans sa partie supérieure, et dont le fond est recouvert de matériau réfractaire sur lequel s'étend une cathode surmontée par plusieurs ensembles anodiques plongés dans le bain cryolithaire porté à
une température comprise entre 930 et 980 C.
Chaque ensemble anodique comporte une structure anodique ¨ composée d'une tige d'anode et de moyens d'accrochage ¨ montée sur au moins une anode, plus particulièrement un bloc carboné précuit.
L'application d'un courant électrique entre les ensembles anodiques et la cathode permet d'initier la réaction d'électrolyse.
Les températures usuelles de fonctionnement d'une cuve étant comprises entre 930 et 980 C, l'aluminium produit est liquide. Il se dépose par gravité sur la cathode qui est étanche. Régulièrement l'aluminium produit, ou une partie de l'aluminium produit, est aspiré par une poche de coulée, et transvasé dans des fours de fonderie.
Les anodes carbonées sont consommées progressivement durant la réaction d'électrolyse. Une fois l'un des ensembles anodiques usé, celui-ci est remplacé par Lin ensemble anodique neuf.
Une répartition de courant aussi régulière que possible entre les différents ensembles anodiques est essentielle pour l'obtention d'un bon rendement de production d'aluminium.
C'est pourquoi la position d'un plan anodique ¨ défini par les faces inférieures des anodes ELECTROLYSIS TANK HAVING A LIFTING DEVICE
ANODIC SETS
Technical area The present invention relates to the general technical field of production of electrolytic aluminum in an electrolysis cell containing a bath base of cryolite (hereinafter cryolithane bath).
It relates more specifically to an electrolysis cell comprising a plurality of lifting devices of anode assemblies contained in the tank electrolysis, each anode assembly comprising at least one carbon anode of precooked type.
Presentation of the prior art Aluminum is essentially produced by electrolysis of dissolved alumina in a bath cryolithaire.
Currently, aluminum production on an industrial scale is being work in an electrolysis cell composed of a steel box open in its part top, and whose bottom is covered with refractory material on which extends a cathode surmounted by several anode sets immersed in the cryolite bath increased to a temperature between 930 and 980 C.
Each anode assembly has an anodic structure ¨ composed of a rod anode and attachment means mounted on at least one anode, plus particularly a precooked carbon block.
The application of an electric current between the anode assemblies and the cathode allows initiate the electrolysis reaction.
The usual operating temperatures of a tank being between 930 and 980 C, the aluminum produced is liquid. It settles by gravity on the cathode which is waterproof. Regularly produced aluminum, or a part of aluminum product, is sucked by a ladle, and poured into foundry furnaces.
The carbon anodes are consumed gradually during the reaction electrolysis. Once one of the used anode sets, this one is replaced by Lin anodic set new.
A distribution of current as regular as possible between the different sets anodic is essential for obtaining a good production yield aluminum.
This is why the position of an anodic plane ¨ defined by the faces lower anodes
2 des ensembles anodiques ¨ doit être contrôlée avec précision.
Or, la position du plan anodique qui fait face à la nappe cathodique d'aluminium liquide doit être périodiquement ajustée pour tenir compte de la variation de paramètres tels que:
- la hauteur de la nappe d'aluminium, qui augmente régulièrement puis baisse brusquement lors du soutirage du métal, - l'usure progressive du plan anodique.
Le positionnement du plan anodique est typiquement réalisé au moyen d'un système de vérin et d'embiellage qui entraîne en déplacement un cadre anodique et la pluralité
d'ensembles anodiques qui sont fixés et connectés à ce cadre anodique.
Un tel système de vérin et d'embiellage déplaçant un cadre anodique disposé au-dessus de la cuve présente l'inconvénient de générer un encombrement important au-dessus de la cuve. La hauteur, et donc le coût, du bâtiment dans lequel sont disposées les cuves, dépend de la hauteur des cuves de sorte que cette solution n'est pas satisfaisante.
Par ailleurs, le déplacement d'un cadre anodique auquel est fixé une pluralité
d'ensemble anodique n'autorise pas un réglage fin et individualisé de la position des ensembles anodiques qui peut permettre de palier à:
- un emballement de la cuve lié à des effets d'anodes en détectant ces derniers à leur apparition par l'enregistrement des tensions anodiques et en les corrigeant directement en relevant uniquement l'ensemble anodique sous lequel débute l'effet d'anode, - l'inégalité de répartition du courant entre les différents ensembles anodiques, - des hétérogénéités locales de température ou de composition du bain, - des changements de forme de l'interface bain-métal par suite des variations de la carte des courants électriques dans le bain et dans le métal.
On connait par ailleurs du document de brevet US3575827 un dispositif de levage comprenant un vérin formé d'un corps et d'une tige, le corps de vérin étant disposé contre une paroi latérale longitudinale du caisson de la cuve et l'extrémité libre de la tige servant de structure porteuse pour les ensembles anodiques. Un inconvénient d'un tel dispositif est que la paroi latérale longitudinale du caisson, notamment au niveau des liquides, est très chaude et rayonne de sorte que le fonctionnement et la durée de vie du vérin peuvent être dégradés. Aussi, le positionnement du vérin gène les échanges thermiques au niveau de la paroi latérale longitudinale du caisson, lesquels doivent pouvoir être régulés pour contrôler la dimension du talus formé dans la cuve, par exemple par soufflage d'air tel que connu de la publication brevet W099/54526. De plus, comme la hauteur d'usure des 2 anodic assemblies ¨ must be precisely controlled.
Now, the position of the anodic plane that faces the cathode layer of liquid aluminum should be periodically adjusted to take account of the variation in parameters such as:
- the height of the aluminum sheet, which increases steadily then drop abruptly when racking the metal, - progressive wear of the anodic plane.
The positioning of the anode plane is typically achieved by means of a system of cylinder and linkage which causes a moving anodic frame and the plurality of anode assemblies that are attached and connected to this anode frame.
Such a cylinder and linkage system moving an anode frame disposed above of the tank has the disadvantage of generating a large amount of space top of tank. The height, and therefore the cost, of the building in which are arranged the vats, depends on the height of the tanks so this solution is not satisfactory.
Moreover, the displacement of an anode frame to which is fixed a plurality aggregate anodic does not allow a fine and individualized adjustment of the position of sets anodic which can make it possible to - a runaway of the tank related to anode effects by detecting these last to their appearance by recording anodic voltages and correcting them directly by noting only the anode set under which starts the effect anode - the inequality of distribution of the current between the different sets anodic, - local heterogeneities in temperature or bath composition, - changes in the shape of the bath-metal interface as a result of variations of the map of electric currents in the bath and in the metal.
Also known from patent document US3575827 a device for lifting comprising a cylinder formed of a body and a rod, the cylinder body being arranged against a longitudinal side wall of the chamber of the vessel and the free end of the serving rod carrier structure for anode assemblies. A disadvantage of such device is that the longitudinal side wall of the box, especially at the level of liquids is very hot and radiates so that the operation and the life of the cylinder can to be degraded. Also, the positioning of the cylinder gene thermal exchanges at the level of the longitudinal side wall of the box, which must be capable of being regulated for control the dimension of the slope formed in the tank, for example by blowing of air as known from the patent publication WO99 / 54526. In addition, as the wear height of the
3 blocs anodiques carbonés est importante dans les cuves actuelles, la course du vérin doit être importante de sorte que l'encombrement, notamment longitudinal du vérin est problématique pour son positionnement contre la paroi, du fait notamment de l'espace restreint laissé dans l'espace inter-cuves par les diverses conducteurs électriques du courant d'électrolyse. Le dispositif de levage ne participe par ailleurs pas à
l'amenée du courant d'électrolyse jusqu'à l'ensemble anodique de sorte que lorsqu'un ensemble anodique est changé, le conducteur électrique d'alimentation doit être manipulé en sus pour être reconnecté à l'ensemble anodique neuf.
Un but de la présente invention est de proposer une cuve comprenant un système de levage dont la configuration permet de palier, au moins en partie aux inconvénients énoncés ci-dessus.
Résumé de l'invention A cet effet l'invention propose une cuve d'électrolyse utilisable pour la production d'aluminium, comportant un caisson incluant un fond et des parois latérales transversales et longitudinales, le caisson étant recouvert d'un revêtement intérieur destiné à recevoir un bain cryolithaire et une pluralité d'ensembles anodiques incluant chacun une structure anodique et au moins une anode plongeant dans le bain cryolithaire, la cuve comprenant en outre une pluralité de dispositifs de levage s'étendant le long des parois latérales longitudinales du caisson pour déplacer les ensembles anodiques, les dispositifs de levage comprenant un vérin composé d'un corps et d'une tige de vérin s'étendant le long d'un axe longitudinal B-B', et un récepteur anodique destiné à recevoir une extrémité de la structure anodique, le vérin étant couplé au récepteur anodique pour l'animer d'un mouvement de translation le long d'un axe de translation T-T' entre une position rétractée, et une position déployée, caractérisée en ce que l'axe longitudinal B-B' du vérin est parallèle et distinct de l'axe de translation T-T' du récepteur anodique.
Le fait de positionner les dispositifs de levage à la périphérie de la cuve d'électrolyse ¨ et plus précisément le long de ses parois latérales longitudinales ¨ permet l'absence d'obstacle à une course verticale des ensembles anodiques. Ceci permet un remplacement des ensembles anodiques par le haut de la cuve d'électrolyse, sans nécessiter la mise en oeuvre d'une cinématique de déplacement complexe des ensembles anodiques. Les dispositifs de levage ne s'étendent pas au-dessus des anodes, de préférence pas au-dessus du bain cryolithaire et de préférence encore pas au-dessus du caisson. Le terme au-dessus doit être compris comme au-dessus de l'élément auquel il se rapport et dans un volume formé par translation verticale de la surface obtenue par projection de cet élément dans un plan horizontal. Les dispositifs de levage ne font ainsi 3 carbon anode blocks is important in the current tanks, the race of the cylinder must be important so that the overall dimensions, in particular the length of the cylinder is problematic for its positioning against the wall, in particular because of space limited left in inter-tank space by various drivers electric electrolysis current. The lifting device does not participate in bringing the electrolysis current to the anode assembly so that when together anodic is changed, the electrical power conductor must be handled in addition to be reconnected to the new anode assembly.
An object of the present invention is to propose a tank comprising a system of which the configuration allows to accommodate, at least in part to cons stated above.
Summary of the invention For this purpose, the invention proposes an electrolytic cell that can be used for production of aluminum, having a box including a bottom and side walls transverse and longitudinal, the box being covered with a lining intended to receive a cryolite bath and a plurality of anode assemblies each including a structure anode and at least one anode immersed in the cryolite bath, the tank comprising in addition a plurality of lifting devices extending along the walls lateral longitudinal dimensions of the casing to move the anode assemblies, the devices lifting comprising a jack consisting of a body and a cylinder rod extending along a longitudinal axis B-B ', and an anode receiver for receiving a end of the anodic structure, the jack being coupled to the anode receiver to animate it a translational movement along a translation axis TT 'between a retracted position, and an extended position, characterized in that the longitudinal axis BB 'of the jack is parallel and distinct from the translation axis TT 'of the anode receiver.
Positioning the lifting devices on the periphery of the tank electrolysis ¨ and more precisely along its longitudinal side walls ¨ allows the absence obstacle to a vertical stroke of anode assemblies. This allows a replacing the anode assemblies by the top of the electrolytic cell, without require the implementation of a kinematics of complex displacement of sets anodic. Lifting devices do not extend above the anodes, of preferably not above the cryolite bath and preferably not above above caisson. The term above should be understood as above the element to which he ratio and in a volume formed by vertical translation of the surface obtained by projection of this element in a horizontal plane. Lifting devices do not do so
4 pas obstacle à une course verticale des ensembles anodiques.
Les dispositifs de levage servent à déplacer verticalement en translation les ensembles anodiques dans la cuve d'électrolyse pour ajuster le positionnement du plan anodique au cours du fonctionnement de la cuve d'électrolyse et font partie intégrante de la cuve d'électrolyse.
Les ensembles anodiques sont de type précuits destinés à être changés périodiquement après usure des anodes les constituant. La structure anodique permet de supporter mécaniquement les anodes qui sont des blocs carbonés précuits et d'assurer la connexion électrique de l'ensemble anodique à chaque changement d'ensemble anodique. On entend, dans le cadre de la présente invention, par axes parallèles et distincts , deux axes parallèles et non confondus, c'est-à-dire espacés d'une distance non nulle Le fait que l'axe longitudinal B-B' du vérin soit parallèle et distinct de l'axe de translation T-T' permet de déporter le récepteur anodique par rapport au vérin. On obtient ainsi un dispositif de levage qui peut présenter d'une part une hauteur minimale (i.e.
dimension du dispositif selon l'axe longitudinal du vérin), et qui d'autre part peut être mieux et plus facilement agencé dans le faible espace laissé disponible entre deux cuves adjacentes pour un positionnement à la périphérie d'une cuve d'électrolyse. Cette amélioration d'agencement rendue possible du fait du déport du récepteur anodique par rapport au vérin permet de limiter la hauteur des cuves d'électrolyse et/ou de diminuer l'espace entre deux cuves adjacentes.
Pour permettre un déport du récepteur anodique par rapport au vérin, les dispositifs de levage peuvent comprendre une poutrelle de liaison transversale entre la tige de vérin et le récepteur anodique, ladite poutrelle de liaison s'étendant de préférence le long d'un axe transversal perpendiculaire à l'axe longitudinal B-B' du vérin et à l'axe de translation T-T'.
L'ensemble composé de la tige de vérin, de la poutrelle de liaison et du récepteur anodique peut former une structure en U de sorte que le corps de vérin s'étend en regard du récepteur anodique. Par en regard >, on entend qu'au moins un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin passe par le corps de vérin et le récepteur anodique. Ceci permet de limiter la hauteur des dispositifs de levage.
Avantageusement, la poutrelle de liaison est montée solidaire sur la tige de vérin et la poutrelle de liaison est montée solidaire du récepteur anodique. Ceci permet de transmettre les mouvements de la tige au récepteur anodique.
Dans un mode de réalisation, le récepteur anodique peut comprendre un barreau s'étendant le long de l'axe de translation T-T'. Avantageusement, ce barreau comprend un logement à l'une de ses extrémités, ledit logement étant destiné à recevoir l'extrémité
de la structure anodique. Ce barreau permet un maintien mécanique de la structure anodique au-dessus du bain cryolithaire. Il peut permettre en outre la conduction du 4 no obstacle to a vertical stroke of anode assemblies.
Lifting devices are used to move vertically in translation sets anodic in the electrolysis cell to adjust the positioning of the plane anodic to during the operation of the electrolytic cell and are an integral part of tank electrolysis.
The anode assemblies are of the precooked type intended to be changed periodically after wear of the anodes constituting them. The anodic structure allows support mechanically the anodes which are precooked carbon blocks and to ensure the electrical connection of the anode assembly with each change of assembly anodic. In the context of the present invention, it is understood that parallel and two parallel and non-coincident axes, that is to say, spaced apart by distance non-zero The fact that the longitudinal axis BB 'of the jack is parallel and distinct from the translation axis TT 'allows to deport the anode receiver relative to the cylinder. We obtain so a lifting device which can have on the one hand a minimum height (ie dimension of device along the longitudinal axis of the cylinder), and which on the other hand can be better and more easily arranged in the small space left between two vats adjacent for positioning at the periphery of an electrolysis cell. This improvement of arrangement made possible by the displacement of the anode receiver by report to cylinder makes it possible to limit the height of the electrolysis cells and / or to reduce the space between two adjacent tanks.
To enable the anodic receiver to be displaced relative to the jack, the devices Lifting may include a transverse link beam between the rod of cylinder and the anode receiver, said connecting beam preferably extending along an axis perpendicular to the longitudinal axis BB 'of the cylinder and to the axis of translation T-T '.
The assembly consisting of the cylinder rod, the connecting beam and the receiver anodic can form a U-shaped structure so that the cylinder body extends next anodic receptor. By>, we mean that at least one plane perpendicular to the longitudinal axis of the jack goes through the cylinder body and the receiver anodic. This allows to limit the height of the lifting devices.
Advantageously, the connecting beam is integral with the rod of cylinder and the connecting beam is mounted integral with the anode receiver. this allows of transmit the movements of the rod to the anode receiver.
In one embodiment, the anode receiver may comprise a bar extending along the translation axis T-T '. Advantageously, this bar comprises a housing at one of its ends, said housing being intended to receive the end of the anodic structure. This bar allows a mechanical maintenance of the structure anodic above the cryolite bath. It can also allow the conduction of
5 courant électrique pour l'alimentation des ensembles anodiques. Pour ce faire, une portion du barreau est connectée électriquement à des moyens de conduction électrique flexibles. L'ensemble anodique est notamment alimenté électriquement via le logement, et plus particulièrement les surfaces en contact de la structure anodique et du logement. Un système de fixation peut être prévu pour solidariser la structure anodique au logement.
Ceci permet d'éviter un dégagement de la structure anodique hors du logement durant les déplacements en translation de la structure anodique. Ce système de fixation peut comprendre des moyens de placage de la structure anodique contre le logement pour garantir la conduction du courant entre le logement et la structure anodique.
Le barreau peut être de section rectangulaire ou carrée pour améliorer sa tenue mécanique. Il peut en outre comporter un squelette en acier et des portions en cuivre logées dans ou autour du squelette pour l'acheminement d'énergie électrique vers les ensembles anodiques.
Comme indiqué précédemment, les dispositifs de levage peuvent comprendre des moyens de guidage du récepteur anodique pour guider le déplacement du récepteur anodique le long de l'axe de translation T-T'. Dans certaines variantes de réalisation, les moyens de guidage entourent au moins partiellement le récepteur anodique et définissent un chemin de guidage à coulissement pour le récepteur anodique. Par exemple, les moyens de guidage peuvent comprendre deux anneaux espacés d'une distance non nulle le long de l'axe de translation T-T', chaque anneau entourant une portion du récepteur anodique. De préférence, chaque anneau peut comporter une fente pour le passage de la poutrelle de liaison lors du déplacement du récepteur anodique entre les positions rétractée et déployée. Ceci permet de maximiser la distance entre les anneaux afin d'éviter un éventuel jeu angulaire du barreau dans les moyens de guidage. On garantit ainsi un déplacement en translation verticale du récepteur anodique.
Les dispositifs de levage sont fixés à la cuve d'électrolyse de sorte que l'axe de translation T-T' de chaque récepteur anodique (et donc l'axe longitudinal du vérin) soit vertical.
Les cuves d'électrolyse actuelles présentant de grandes dimensions, chaque cuve d'électrolyse comprend une pluralité d'ensembles anodiques. Chaque structure anodique s'étend transversalement dans la cuve et est associée à une paire respective de 5 electric current for feeding anode assemblies. To do this, a portion of the bar is electrically connected to conduction means electric Flexible. The anode assembly is notably electrically powered via the housing, and more particularly the surfaces in contact with the anode structure and the housing. A
fixing system can be provided to secure the anodic structure to housing.
This makes it possible to avoid a disengagement of the anode structure from the housing during displacement in translation of the anodic structure. This fastening system can understand ways of plating the anode structure against housing for guarantee the conduction of the current between the housing and the anodic structure.
The bar may be of rectangular or square section to improve its outfit mechanical. It may further comprise a steel skeleton and portions of copper housed in or around the skeleton for the conveyance of electrical energy towards the anode assemblies.
As previously indicated, the lifting devices may include means for guiding the anode receiver to guide the movement of the receiver anodic along the translation axis T-T '. In some variants of realization, the guiding means at least partially surround the anode receiver and define a sliding guide path for the anode receiver. For example, the guide means may comprise two rings spaced a distance nothing along the translation axis T-T ', each ring surrounding a portion of the receiver anodic. Preferably, each ring may comprise a slot for the passage of the connecting beam when moving the anode receiver between positions retracted and deployed. This maximizes the distance between the rings to to avoid any angular play of the bar in the guide means. We guarantees thus a displacement in vertical translation of the anode receiver.
Lifting devices are attached to the electrolysis cell so that the axis of TT 'translation of each anode receiver (and therefore the longitudinal axis of the cylinder) vertical.
The current electrolysis tanks with large dimensions, each tank electrolysis comprises a plurality of anode assemblies. Each structure anodic extends transversely in the tank and is associated with a respective pair of
6 dispositifs de levage disposés le long de parois latérales longitudinales opposées du caisson et portant chacun l'une des extrémités de la structure anodique. La cuve comprend avantageusement un contrôleur connecté aux dispositifs de levage pour commander le déplacement synchrone des dispositifs de levage de chaque paire.
Ceci permet d'assurer un déplacement en translation verticale de chaque ensemble anodique.
Dans certains modes de réalisation, la cuve d'électrolyse peut comprendre une enceinte de confinement en appui sur le caisson, l'enceinte incluant des parois latérales transversales et longitudinales, et étant destinée à définir un volume de confinement des gaz au-dessus du bain cryolithaire. Chaque dispositif de levage peut avantageusement être fixé à l'une des parois latérales longitudinales de l'enceinte de confinement.
Notamment, chaque dispositif de levage peut être fixé à un bord supérieur de l'enceinte de confinement opposé au caisson de sorte que le corps du vérin de chaque dispositif de levage soit positionné à une altitude supérieure à l'altitude du bain cryolithaire. Ceci permet de limiter l'exposition du corps de vérin au rayonnement thermique émanant de façon prépondérante sur le caisson en face du bain cryolithaire dont la température de fonctionnement est de l'ordre de 1000 C, l'exposition du corps à de telles températures pouvant dégrader le fonctionnement du vérin. En plaçant le corps de vérin au-dessus du bain cryolithaire, on augmente la fiabilité et la durabilité de celui-ci.
De préférence, chaque dispositif de levage est fixé au bord supérieur de l'enceinte de confinement par une extrémité libre du vérin de sorte que ladite extrémité
libre est plus éloignée du fond du caisson que la tige de vérin.
De préférence, les parois latérales de l'enceinte de confinement sont décalées vers l'extérieur par rapport aux parois latérales du caisson de sorte que lesdites parois latérales de l'enceinte s'étendent autour et au-dessus des parois latérales du caisson, les parois latérales du caisson et de l'enceinte de confinement étant reliées mécaniquement par un replat annulaire, les récepteurs anodiques des dispositifs de levage s'étendant à
travers des ouvertures ménagées dans le replat. Ceci permet d'améliorer l'étanchéité de la cuve en limitant les dimensions des ouvertures aux dimensions des récepteurs anodiques.
L'axe de translation T-T' est préférentiellement vertical, les récepteurs anodiques étant aptes à se déplacer en translation verticale à travers les ouvertures ménagées dans le replat. Dans certaines variantes de réalisation, les récepteurs anodiques traversent l'enceinte de confinement au travers de joints annulaires d'étanchéité
dynamique. Ceci permet d'améliorer encore l'étanchéité de la cuve.
Pour maximiser le volume utile à la production d'aluminium à l'intérieur de la cuve et pour 6 lifting devices arranged along longitudinal sidewalls opposite of the box and each carrying one end of the anode structure. The tank advantageously comprises a controller connected to the lifting devices for control the synchronous displacement of the lifting devices of each pair.
This allows to ensure a displacement in vertical translation of each set anodic.
In some embodiments, the electrolytic cell may include a pregnant confinement resting on the caisson, the enclosure including walls lateral transverse and longitudinal, and being intended to define a volume of confinement of gas above the cryolite bath. Each lifting device can advantageously be attached to one of the longitudinal sidewalls of the enclosure of containment.
In particular, each lifting device can be attached to an upper edge of speaker confinement opposite the caisson so that the cylinder body of each device lifting is positioned at an altitude higher than the bathing altitude cryolithaire. This limits the exposure of the cylinder body to thermal radiation emanating from preponderant way on the caisson in front of the cryolite bath whose temperature of functioning is of the order of 1000 C, the exposure of the body to such temperatures may degrade the operation of the cylinder. By placing the cylinder body over above cryolite bath, it increases the reliability and durability thereof.
Preferably, each lifting device is attached to the upper edge of the enclosure of confinement by a free end of the jack so that said end free is more away from the bottom of the box as the cylinder rod.
Preferably, the side walls of the confinement chamber are staggered towards outside relative to the side walls of the box so that said walls sides of the enclosure extend around and above the side walls of the caisson, the side walls of the box and the containment being connected mechanically by an annular plate, the anodic receivers of the lifting devices extending to through openings in the flat. This improves the tightness of the tank by limiting the dimensions of the openings to the dimensions of the receptors anodic.
The translation axis TT 'is preferably vertical, the receivers anodic being able to move in vertical translation through the openings in the ledge. In certain embodiments, the anode receptors through the containment enclosure through annular sealing seals dynamic. This allows to further improve the tightness of the tank.
To maximize the usable volume for aluminum production inside the tank and for
7 limiter les risques de dégradation des dispositifs de levage, les vérins des dispositifs de levage peuvent s'étendre à l'extérieur de la cuve.
La cuve d'électrolyse peut également comprendre un dispositif de collecte de gaz incluant au moins une gaine de captation de gaz comportant des trous d'aspiration pour l'aspiration de gaz, chaque dispositif de levage étant fixé sur ladite gaine de captation.
Chaque gaine de captation du dispositif de collecte de gaz peut s'étendre le long du bord supérieur des parois latérales longitudinales de l'enceinte, chaque dispositif de levage étant fixé à ladite gaine de captation par une extrémité libre du vérin de sorte que ladite extrémité libre est plus éloignée du fond du caisson que la tige de vérin.
On forme ainsi une gaine de captation qui, outre sa fonction première d'acheminement des gaz, peut être utilisée notamment en tant que:
-ceinture de cerclage pour l'ensemble composé du caisson et de l'enceinte, et en tant que -support de fixation pour différents éléments de la cuve d'électrolyse tels que les dispositifs de levage.
Le fait d'associer plusieurs fonctions à la gaine de captation permet ainsi de limiter l'encombrement de la cuve et de faciliter sa fabrication.
Brève description des figures D'autres avantages et caractéristiques du dispositif de levage selon l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupes longitudinale et transversale d'un exemple de cuve d'électrolyse, - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective d'un dispositif de levage de la cuve d'électrolyse.
Description détaillée On va maintenant décrire un exemple de cuve d'électrolyse incluant un dispositif de levage pour le déplacement d'un cadre anodique. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents portent les mêmes références numériques.
On utilisera dans la suite du texte les expressions paroi latérale , fond , ouverture supérieure , en référence à un parallélépipède rectangle.
Le lecteur appréciera que l'on entend, dans le cadre de la présente invention, par: 7 to limit the risks of degradation of the lifting devices, the cylinders of devices Lifting may extend outside the tank.
The electrolysis cell may also comprise a device for collecting gas including at least one gas collection sheath having suction holes for the gas suction, each lifting device being fixed on said sheath capture.
Each collection sleeve of the gas collection device may extend on along the edge upper longitudinal side walls of the enclosure, each device lifting being fixed to said capture sheath by a free end of the jack of so that said free end is farther from the bottom of the box than the cylinder rod.
Thus, a capture sheath is formed which, in addition to its primary function routing gases, can be used in particular as:
-strapping belt for the set composed of the box and the enclosure, and as than -mounting bracket for various elements of the electrolysis cell such as the lifting devices.
The fact of associating several functions with the capture sheath thus makes it possible to limit the size of the tank and facilitate its manufacture.
Brief description of the figures Other advantages and characteristics of the lifting device according to the invention will emerge still the following description of several alternative embodiments, data as non-limiting examples, from the attached drawings in which:
- the Figures 1 and 2 are views in longitudinal and transverse sections of a example electrolytic tank, - the Figures 3 and 4 are perspective views of a lifting device of the tank electrolysis.
detailed description We will now describe an example of an electrolytic cell including a device lifting for moving an anode frame. In these different figures, the equivalent elements bear the same numerical references.
We will use in the rest of the text the expressions side wall, bottom , opening superior, with reference to a rectangular parallelepiped.
The reader will appreciate that, in the context of the present invention, by:
8 - fond , une paroi horizontale d'un parallélépipède rectangle située à proximité du sol, - ouverture supérieure une ouverture ménagée dans une paroi horizontale d'un parallélépipède rectangle opposée au fond, - face/paroi latérale , une face/paroi verticale d'un parallélépipède rectangle s'étendant dans un plan perpendiculaire au fond, - faces/parois longitudinales , des faces/parois verticales d'un parallélépipède rectangle dont au moins une dimension est supérieure aux dimensions des autres faces/parois latérales, - faces/parois transversales , des faces/parois verticales s'étendant perpendiculairement aux faces/parois longitudinales.
Par ailleurs, on utilisera les termes dessus , dessous par rapport à un axe vertical.
En référence à la figure 1, on a illustré un exemple de cuve d'électrolyse selon l'invention.
La cuve d'électrolyse de forme parallélépipédique rectangle comprend un caisson 1, une enceinte de confinement 2, une pluralité d'ensembles anodiques 3, une cathode 4, un dispositif de collecte de gaz 5 et des dispositifs de levage 6.
Cette cuve est utilisable pour la production d'aluminium. Elle peut être associée à une pluralité d'autres cuves d'électrolyse, éventuellement identiques, les différentes cuves étant disposées à la suite les unes des autres, deux cuves d'électrolyses successives étant adjacentes au niveau de l'une de leurs parois latérales longitudinales, comme illustré à la figure 2 où deux cuves successives Cl, C2 sont représentées.
Le caisson 1 est de forme globalement parallélépipédique rectangle. Il comprend un fond 10 et des parois latérales transversales 11 et longitudinales 12. Le fond 10 et les quatre parois latérales 11, 12 sont recouverts d'un matériau réfractaire 13 permettant de calorifuger le caisson 1. Le caisson 1 peut être métallique, par exemple en acier.
Le caisson 1 est ouvert dans sa partie supérieure. Il est destiné à recevoir un bain cryolithaire 14 dans lequel sont plongés les ensembles anodiques 3.
L'enceinte de confinement 2 définit un volume fermé au-dessus du bain cryolithaire 14 dans lequel les ensembles anodiques 3 sont déplacés.
L'enceinte de confinement 2 est en appui sur les bords supérieurs du caisson 1. Elle comprend deux parois latérales transversales 21 et deux parois latérales longitudinales 22 fixées au caisson 1.
Les parois latérales 21, 22 de l'enceinte de confinement 2 sont décalées vers l'extérieur par rapport aux parois latérales 11, 12 du caisson 1 de sorte que lesdites parois latérales 8 - bottom, a horizontal wall of a rectangular parallelepiped located near the ground, - upper opening an opening in a wall horizontal of a parallelepiped rectangle opposite to the bottom, - face / side wall, one face / vertical wall of a parallelepiped rectangle extending in a plane perpendicular to the bottom, - longitudinal faces / walls, vertical faces / walls of a parallelepiped rectangle of which at least one dimension is greater than the dimensions of the others sides / side walls, - transverse faces / walls, vertical faces / walls extending perpendicular to the longitudinal faces / walls.
In addition, we will use the terms above, below in relation to a vertical axis.
With reference to FIG. 1, an example of an electrolysis cell is illustrated.
according to the invention.
The rectangular parallelepiped-shaped electrolysis cell comprises a box 1, one confinement chamber 2, a plurality of anode assemblies 3, a cathode 4, a gas collection device 5 and lifting devices 6.
This tank is used for the production of aluminum. She may be associated with a plurality of other electrolysis cells, possibly identical, the different tanks being arranged one after the other, two electrolysis cells clear being adjacent at one of their longitudinal sidewalls, as illustrated in Figure 2 where two successive tanks C1, C2 are shown.
The casing 1 is of generally rectangular parallelepiped shape. he includes a background 10 and transverse lateral walls 11 and longitudinal 12. The bottom 10 and the four side walls 11, 12 are covered with a refractory material 13 allowing to heat insulating casing 1. The casing 1 may be metallic, for example in steel.
The casing 1 is open in its upper part. It is intended to receive a bath cryolithaire 14 in which the anode assemblies 3 are immersed.
Containment chamber 2 defines a closed volume above the bath cryolithane 14 wherein the anode assemblies 3 are moved.
The containment chamber 2 bears on the upper edges of the box 1. She comprises two transverse side walls 21 and two side walls longitudinal 22 fixed to the caisson 1.
The side walls 21, 22 of the containment enclosure 2 are shifted towards outdoors relative to the side walls 11, 12 of the casing 1 so that said side walls
9 21, 22 de l'enceinte 2 s'étendent autour et au-dessus des parois latérales 11, 12 du caisson 1. Ainsi, les plans dans lesquels s'étendent les parois latérales 21, 22 de l'enceinte 2 entourent les parois latérales 11, 12 du caisson 1.
Les bords supérieurs du caisson 1 et/ou les bords inférieurs de l'enceinte de confinement 2 peuvent former un replat pour relier mécaniquement les parois latérales 11, 12, 21, 22 du caisson 1 et de l'enceinte 2, de sorte que l'enceinte 2 définit avec le caisson 1 un volume libre au-dessus du bain cryolithaire 14.
L'enceinte de confinement comprend également un capotage amovible 23 pour coiffer l'ouverture supérieure définie par les quatre parois latérales 21, 22 de l'enceinte 2. Le capotage 23 peut être composé d'un assemblage de panneaux ou capots s'étendant globalement dans un plan, et être en appui sur les bords supérieurs 24 des parois latérales 21, 22 de l'enceinte 2.
Chaque ensemble anodique 3 comprend au moins une anode 31 et une structure anodique 32. Durant la réaction d'électrolyse, l'anode 31 plongée dans le bain cryolithaire 14 se consomme. Les ensembles anodiques 3 doivent donc être remplacés périodiquement.
L'anode 31 est de type précuite, c'est-à-dire un bloc de matériau carboné
précuit avant introduction dans la cuve d'électrolyse.
La structure anodique 32 permet d'une part de supporter et manipuler l'anode 31, et d'autre part de l'alimenter en courant électrique. Chaque structure anodique 32 forme un support indépendant pour sa ou ses anode(s) 31 associées.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, les ensembles anodiques 3 s'étendent transversalement dans la cuve, et la cuve comprend une pluralité d'ensembles anodiques disposés côte à côte le long de la cuve selon un axe longitudinal de la cuve.
Chaque structure anodique 32 s'étend transversalement dans la cuve entre les bords latéraux longitudinaux 22 de l'enceinte 2. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, chaque structure anodique 32 comporte une poutre s'étendant transversalement entre les bords latéraux longitudinaux 22 de l'enceinte 2.
La structure anodique 32 peut comprendre une armature 332 constituée dans un métal présentant une bonne tenue mécanique, tel que de l'acier, et des tronçons 331 constitués dans un métal présentant une bonne conductivité électrique tel que du cuivre.
Cette armature 332 permet à la structure anodique 32 d'assurer le maintien en suspension des anodes 31, tandis que les tronçons 331 permettent d'assurer l'acheminement de courant électrique pour l'alimentation électrique des anodes 31.
La cathode 4 est composée d'un (ou plusieurs) bloc(s) de matériau carboné. Les blocs cathodiques sont connectés électriquement à des conducteurs cathodiques sortant de la cuve d'électrolyse en vue de l'acheminement du courant électrique vers la cuve d'électrolyse suivante. La cathode 4 peut être de tout type connu de l'homme du métier et 5 ne sera pas décrite plus en détail dans la suite.
Le dispositif de collecte de gaz 5 permet de récupérer les gaz polluants générés lors de la réaction d'électrolyse.
Le dispositif de collecte de gaz 5 comprend une (ou plusieurs) gaine(s) de captation sur laquelle (lesquelles) des trous d'aspiration pour l'aspiration des gaz sont réparties. 9 21, 22 of the enclosure 2 extend around and above the side walls 11, 12 of caisson 1. Thus, the planes in which the side walls extend 21, 22 from the enclosure 2 surround the side walls 11, 12 of the box 1.
The upper edges of the caisson 1 and / or the lower edges of the enclosure of containment 2 can form a flange for mechanically connecting the side walls 11, 12, 21, 22 of the chamber 1 and the chamber 2, so that the chamber 2 defines with the box 1 a free volume above the cryolite bath 14.
The containment enclosure also includes a removable cowling 23 for style the upper opening defined by the four side walls 21, 22 of the enclosure 2. The cowling 23 may be composed of an assembly of panels or hoods extending overall in a plane, and be supported on the upper edges 24 of the walls side walls 21, 22 of the enclosure 2.
Each anode assembly 3 comprises at least one anode 31 and a structure anodic 32. During the electrolysis reaction, the anode 31 immersed in the bath cryolithaire 14 is consumed. Anode assemblies 3 must therefore be replaced periodically.
The anode 31 is of precooked type, that is to say a block of carbonaceous material precooked before introduction into the electrolysis cell.
The anode structure 32 allows on the one hand to support and manipulate the anode 31, and on the other hand to supply it with electric current. Each anodic structure 32 forms a independent support for its associated anode (s) 31.
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the anode assemblies 3 extend transversely in the vessel, and the vessel comprises a plurality of sets anodic arranged side by side along the tank along a longitudinal axis of the tank.
Each anode structure 32 extends transversely in the tank between the edges longitudinal sides 22 of the enclosure 2. In the embodiment illustrated in the figures 1 and 2, each anode structure 32 comprises a beam extending transversely between the longitudinal lateral edges 22 of the enclosure 2.
The anode structure 32 may comprise an armature 332 constituted in a metal having good mechanical strength, such as steel, and sections 331 constituted in a metal having good electrical conductivity such as copper.
This reinforcement 332 allows the anode structure 32 to maintain the suspension of anodes 31, while the sections 331 make it possible to ensure the routing of current electric power supply for the anodes 31.
The cathode 4 is composed of one (or more) block (s) of carbonaceous material. The blocks Cathodes are electrically connected to cathode conductors leaving the electrolysis tank for conveying electric current to the tank electrolysis following. The cathode 4 can be of any type known to man of the trade and 5 will not be described in more detail later.
The gas collection device 5 makes it possible to recover the polluting gases generated during the electrolysis reaction.
The gas collection device 5 comprises one (or more) sheath (s) of capture on which (which) suction holes for the suction of gases are distributed.
10 La (ou les) gaine(s) de captation est (sont) associée(s) à un (ou plusieurs) dispositif(s) d'aspiration (non représentés). Elle(s) s'étend(ent) sur les parois latérales longitudinales 22 de l'enceinte 2, et éventuellement sur les parois latérales transversales 21 de l'enceinte 2. La présence de trous d'aspiration le long des parois longitudinales 23 de l'enceinte 2 permet d'améliorer l'efficacité de collecte des gaz polluants 5.
Avantageusement, chaque gaine de captation peut être de section carrée ou rectangulaire, et être réalisée dans un matériau présentant une forte robustesse mécanique, tel que de l'acier. Ceci permet d'augmenter la rigidité et la solidité de la gaine d'aspiration. On forme ainsi une gaine de captation qui, outre sa fonction première d'acheminement des gaz, peut être utilisée notamment en tant que ceinture de cerclage pour l'ensemble composé du caisson 1 et de l'enceinte 2, et en tant que support de fixation pour différents éléments de la cuve d'électrolyse tels que les dispositifs de levage ou des dispositifs de perçage. Le fait d'associer plusieurs fonctions à la gaine de captation permet ainsi de limiter l'encombrement de la cuve et de réaliser des gains structurels.
Les dispositifs de levage 6 permettent la manipulation des structures anodiques 32 auxquelles sont suspendues les anodes 31. Plus précisément les dispositifs de levage 6 permettent de déplacer verticalement en translation les ensembles anodiques 3 pour ajuster le positionnement du plan anodique au cours du fonctionnement de la cuve d'électrolyse.
Chaque structure anodique 32 est associée à deux dispositifs de levage respectifs sur chacun desquels reposent une de ses extrémités. Ainsi, le déplacement de chaque structure anodique 32 est indépendant du déplacement des autres structures anodiques 32 et ensembles anodiques contenues dans la cuve. Il est ainsi possible de déplacer verticalement les ensembles anodiques 3 indépendamment les uns des autres.
Chaque dispositif de levage 6 est en contact avec une extrémité respective de la structure The capture cladding (s) is (are) associated with a (or) several) device (s) suction (not shown). It (s) extends (ent) on the side walls longitudinal 22 of the enclosure 2, and possibly on the lateral transverse walls 21 from the enclosure 2. The presence of suction holes along the walls longitudinal 23 of enclosure 2 makes it possible to improve the collection efficiency of the polluting gases 5.
Advantageously, each capture sheath may be of square section or rectangular, and be made of a material with a strong robustness mechanical, such as steel. This makes it possible to increase the rigidity and the strength of the sheath suction. This forms a capture sheath which, in addition to its function first of gas routing, may be used in particular as a safety belt.
strapping for the set composed of the caisson 1 and the enclosure 2, and as support of fixing for different elements of the electrolysis cell such as lifting devices or piercing devices. Associating several functions with the capture sheath thus makes it possible to limit the bulk of the tank and to make gains Structural.
Lifting devices 6 allow manipulation of structures anodic 32 the anodes 31 are suspended. More specifically, lifting 6 allow to move vertically in translation the anode sets 3 for adjust the positioning of the anode plane during the operation of the tank electrolysis.
Each anode structure 32 is associated with two lifting devices respective on each of which rest one end. So the displacement of each anodic structure 32 is independent of the displacement of other structures anodic 32 and anode assemblies contained in the tank. It is thus possible to move vertically the anode assemblies 3 independently of each other.
Each lifting device 6 is in contact with a respective end of the structure
11 anodique 32. Deux dispositifs de levage 6 associés à une structure anodique 32 sont connectés à un contrôleur (non représenté) pour commander leur actionnement de manière synchrone. Ceci permet d'assurer un déplacement simultané des extrémités de la structure anodique 32 afin de la maintenir sensiblement horizontale lors de son déplacement. Le contrôleur peut également être programmé pour commander la vitesse et le sens de déplacement de la structure anodique 32. Ceci permet de faire varier la vitesse de déplacement de la structure anodique 32 en fonction du type d'opération mise en oeuvre. Par exemple, dans le cas d'un remplacement d'un ensemble anodique 3 usé
par un ensemble anodique neuf, la vitesse de déplacement de la structure anodique 32 peut être supérieure à la vitesse de déplacement de la structure anodique 32 dans le cas d'un ajustement du plan anodique en cours d'électrolyse, un tel ajustement nécessitant des réglages fins.
Chaque dispositif de levage 6 comprend un vérin 61 et un récepteur anodique 62.
Le vérin 61 permet de déplacer verticalement en translation le récepteur anodique 62 selon un axe de translation T-T'. Le vérin 61 comporte un corps 611 et une tige 612 s'étendant le long d'un axe longitudinal B-6'. Avantageusement, le vérin 61 peut être de type pneumatique ou électrique pour résister aux hautes températures régnant à
proximité de la cuve.
Le récepteur anodique 62 comporte un barreau 621 de section rectangulaire s'étendant selon un axe longitudinal confondu avec l'axe de translation T-T'. L'extrémité
supérieure du barreau 621 comprend un logement 622 destiné à recevoir l'extrémité de la structure anodique 32 et dont la forme est complémentaire à celle-ci.
Notamment, le logement 622 peut être une structure en U composée d'une base s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de translation T-T' et de deux panneaux verticaux 6222 s'étendant perpendiculairement à la base 6221, l'extrémité de la structure anodique 32 étant destinée à être en appui sur la base 6221, entre les panneaux verticaux 6222.
Le dispositif de levage peut également comprendre un système de fixation. Ce système de fixation permet de solidariser la structure anodique 32 au logement 622. Le système de fixation comprend par exemple une tige éventuellement filetée destinée à
être insérée dans des alésages traversants ménagés dans les panneaux verticaux 6222 les alésages étant agencés dans les panneaux verticaux 6222 de sorte que la tige s'étend au-dessus la structure anodique 32, transversalement à celle-ci lorsque la tige est montée sur le logement 622.
Le système de fixation peut comprendre des moyens de placage pour plaquer la structure 11 anodic 32. Two lifting devices 6 associated with anode structure 32 are connected to a controller (not shown) to control their operation from synchronously. This ensures simultaneous movement of ends of the anode structure 32 in order to keep it substantially horizontal when his displacement. The controller can also be programmed to control the speed and the direction of displacement of the anode structure 32. This allows to make vary the displacement speed of the anode structure 32 depending on the type of operation put implemented. For example, in the case of a replacement of an anode assembly 3 worn by a new anode assembly, the speed of displacement of the structure anodic 32 may be greater than the displacement speed of the anode structure 32 in the case of an adjustment of the anodic plane during electrolysis, such an adjustment requiring fine adjustments.
Each lifting device 6 comprises a jack 61 and an anode receiver 62.
The jack 61 makes it possible to move the receiver vertically in translation anodic 62 along a translation axis T-T '. The jack 61 comprises a body 611 and a stem 612 extending along a longitudinal axis B-6 '. Advantageously, the cylinder 61 can be from pneumatic or electric type to withstand the high temperatures prevailing at near the tank.
The anode receiver 62 has a bar 621 of rectangular section extending along a longitudinal axis coinciding with the translation axis T-T '. The end higher of the bar 621 comprises a housing 622 intended to receive the end of the structure anodic 32 and whose shape is complementary to it.
In particular, the housing 622 may be a U-shaped structure composed of a base extending in a plane perpendicular to the translation axis TT 'and two panels vertically 6222 extending perpendicular to the base 6221, the end of the structure anode 32 being intended to be supported on the base 6221, between the panels verticals 6222.
The lifting device may also include a fastening system. This system fastening makes it possible to secure the anode structure 32 to the housing 622.
system fixing device comprises, for example, an optionally threaded rod intended for to be inserted in through bores formed in the vertical panels 6222 the bores being arranged in the vertical panels 6222 so that the rod extends beyond above the anodic structure 32, transversely to it when the rod is climb on the dwelling 622.
The fastening system may include plating means for pressing the structure
12 anodique 32 contre une surface du logement 622, de préférence contre la base 6221 du logement 622. Par exemple, le système de fixation peut comprendre un boulon destiné à
être boulonné à travers un trou et un taraudage ménagés respectivement dans la structure anodique 32 et dans la base 6221 du logement 622. La venue en butée d'une tête du boulon contre la structure anodique 32 assure son placage contre la base 6221 du logement 622.
Ce système de fixation permet d'éviter que la structure anodique 32 ne se dégage du logement 622 lorsque la structure anodique 32 est déplacée verticalement vers le fond 10 du caisson 1. En effet la production d'aluminium par électrolyse entraîne la formation d'une croûte solidifiée à la surface du bain cryolithaire 14. Les anodes 31 sont figées dans cette croûte solidifiée.
Lors d'un déplacement vertical de la structure anodique 32 vers le fond 10 du caisson 1 pour faire descendre les anodes 31, les contraintes ¨ notamment les forces de frottement ¨ exercées par la croûte sur les anodes 31 peuvent être supérieures à la gravité, entrainant un risque de dégagement de la structure anodique du logement.
La présence d'un système de fixation permet de limiter ce risque, notamment par l'application de forces de traction sur la structure anodique 32 tendant à
maintenir celle-ci à l'intérieur du logement 622 au cours du déplacement vertical des anodes 31 vers le fond 10 du caisson 1.
Avantageusement, comme cela est visible sur les figures 2 et 4, une portion 6211 (par exemple l'extrémité la plus proche du fond du caisson 12, ou encore l'extrémité
supérieure ou logement 622) du barreau est connectée électriquement à des moyens de conduction électrique flexibles 7 pour permettre l'alimentation électrique des ensembles anodiques 3, via le logement 622.
Avantageusement, le récepteur anodique 62 est agencé de sorte que l'axe de translation T-T' soit distinct (i.e. non confondu) et parallèle à un axe longitudinal B-B' du vérin 61.
Ceci permet de déporter le récepteur anodique 62 par rapport au vérin 61 de sorte à
limiter la hauteur du dispositif de levage 6. On obtient ainsi un dispositif de levage 6 qui peut présenter d'une part une hauteur minimale (i.e. dimension du dispositif selon l'axe longitudinal du vérin), et qui d'autre part peut être mieux et plus facilement agencé dans le faible espace laissé disponible entre deux cuves adjacentes pour un positionnement à la périphérie d'une cuve d'électrolyse.
Un tel dispositif de levage 6 peut alors être positionné à la périphérie de la cuve d'électrolyse. 12 anodic 32 against a surface of the housing 622, preferably against the base 6221 from 622. For example, the fastening system may comprise a bolt intended for bolted through a hole and a tapped hole respectively in the anodic structure 32 and in the base 6221 of the housing 622. The abutment a head of the bolt against the anode structure 32 ensures its plating against the base 6221 of dwelling 622.
This fastening system makes it possible to prevent the anode structure 32 from becoming clear of housing 622 when the anode structure 32 is moved vertically towards the bottom 10 1. In fact, the production of aluminum by electrolysis leads to training of a solidified crust on the surface of the cryolite bath 14. The anodes 31 are frozen in this solidified crust.
During a vertical displacement of the anode structure 32 towards the bottom 10 of the box 1 to lower the anodes 31, the stresses ¨ in particular the forces of friction ¨ exerted by the crust on the anodes 31 may be greater than the gravity, causing a risk of release of the anodic structure of housing.
The presence of a fastening system makes it possible to limit this risk, in particular by the application of tensile forces on the anode structure 32 tending to maintain this one inside the housing 622 during the vertical displacement of the anodes 31 towards the bottom 10 of the box 1.
Advantageously, as can be seen in FIGS. 2 and 4, a portion 6211 (by example the end closest to the bottom of the box 12, or the end or housing 622) of the bar is electrically connected to means of flexible electrical conduction 7 to allow the power supply of the sets anodic 3, via housing 622.
Advantageously, the anode receiver 62 is arranged so that the axis of translation TT 'is distinct (ie not confused) and parallel to a longitudinal axis BB' of the cylinder 61.
This makes it possible to deport the anode receiver 62 with respect to the jack 61 of so to limit the height of the lifting device.
lifting 6 which can have on the one hand a minimum height (ie dimension of the device along the axis cylinder), and on the other hand can be better and easier arranged in the low space left available between two adjacent tanks for a positioning to the periphery of an electrolysis cell.
Such a lifting device 6 can then be positioned on the periphery of the tank electrolysis.
13 On offre ainsi la possibilité de changer des ensembles anodiques 3 par le haut de la cuve d'électrolyse sans que les dispositifs de levage 6 ne fassent obstacle à la course verticale du changement des ensembles anodiques 3, ce qui permet d'envisager des gains structurels importants. Par ailleurs, le fait de déporter le vérin 61 par rapport au récepteur anodique 62 permet de positionner le vérin 61 à l'extérieur de l'enceinte de confinement tandis que le récepteur anodique 62 se trouve à l'intérieur de l'enceinte de confinement.
On réduit ainsi les risques de dégradation du vérin 61 en limitant son exposition aux gaz et au rayonnement thermique. Le vérin peut avantageusement être logé dans un espace libre ménagé entre des berceaux de renfort du caisson 1 pour réduire l'encombrement du dispositif de levage à l'intérieur de l'enceinte.
Différentes solutions peuvent être envisagées pour rendre l'axe de translation T-T' non confondu et parallèle à l'axe longitudinal B-6'.
Par exemple, le vérin 61 peut être connecté au récepteur anodique 62 par l'intermédiaire d'une poutrelle de liaison transversale 63. Cette poutrelle de liaison transversale 63 s'étend de préférence perpendiculairement à la tige 612 et au barreau 621. La poutrelle de liaison 63 est montée solidaire du barreau 621 et de la tige 612 du vérin 61. Un système de boulonnage agencé pour solidariser la tige 612 à la poutrelle de liaison transversale 63 permet de compenser les éventuels défauts de parallélisme entre le vérin 61 et le récepteur anodique 62.
Des moyens de guidage 64 permettent d'assurer le déplacement vertical du récepteur anodique 62 selon l'axe de translation T-T'. Les moyens de guidage peuvent comprendre deux anneaux 641, 642 espacés d'une distance non nulle selon l'axe de translation T-T', chaque anneau entourant partiellement le barreau 621 pour permettre son coulissement vertical entre :
- une position rétractée ou basse où le logement 622 est proche de la surface du bain cryolithaire 14, et - une position déployée ou haute où le logement 622 est éloigné de la surface du bain cryolithaire 14.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, chaque anneau 641,642 est fendu pour permettre le passage de la poutrelle transversale 63 lors du coulissement du barreau 621 entre les positions rétractée et déployée.
Le vérin 61 est fixé au caisson tête en haut . Plus précisément, le corps 611 de vérin 61 est monté sur le caisson 1 de sorte que son extrémité libre 613 est plus éloignée du fond 10 du caisson 1 que la tige 612. L'extrémité libre 613 du corps 611 de vérin 61 est de préférence fixée au bord supérieur de l'enceinte de confinement et avantageusement sur 13 We thus offer the possibility of changing anode sets 3 by the top of the tank electrolysis without the lifting devices 6 obstructing the vertical stroke the change of the anode sets 3, which allows to consider gains structural changes. Furthermore, the fact of deporting the cylinder 61 by report to the receiver anodic 62 makes it possible to position the jack 61 outside the enclosure of containment while the anode receiver 62 is inside the enclosure of containment.
This reduces the risk of degradation of the cylinder 61 by limiting its exposure to gases and thermal radiation. The jack can advantageously be housed in a space free space between reinforcement cradles of the casing 1 to reduce congestion lifting device inside the enclosure.
Different solutions can be envisaged to make the axis of translation TT 'no coincident and parallel to the longitudinal axis B-6 '.
For example, the jack 61 can be connected to the anode receiver 62 by intermediate of a transverse link beam 63. This link beam transverse 63 preferably extends perpendicularly to the rod 612 and to the bar 621. The beam link 63 is mounted integral with the bar 621 and the rod 612 of the jack 61. One bolting system arranged to secure the rod 612 to the beam of bond 63 transverse allows to compensate for any defects of parallelism between the jack 61 and the anodic receiver 62.
Guiding means 64 make it possible to ensure the vertical displacement of the receiver anodic 62 along the translation axis T-T '. The guide means can understand two rings 641, 642 spaced apart by a non-zero distance along the axis of translation T-T ', each ring partially surrounding the bar 621 to allow its sliding vertical between:
a retracted or low position where the housing 622 is close to the bath surface cryolithane 14, and a deployed or high position where the housing 622 is remote from the bath surface cryolithane 14.
In the embodiment illustrated in FIG. 4, each ring 641, 642 is split for allow the passage of the transverse beam 63 during the sliding of the bar 621 between the retracted and deployed positions.
The cylinder 61 is fixed to the head box at the top. More precisely, the body 611 of cylinder 61 is mounted on the casing 1 so that its free end 613 is more away from bottom 10 of the casing 1 as the rod 612. The free end 613 of the body 611 of jack 61 is from preferably attached to the upper edge of the containment and advantageously on
14 la gaine de captation du dispositif de collecte de gaz 5. Ainsi, le corps 611 de vérin 61 s'étend contre la paroi latérale longitudinale 22 de l'enceinte de confinement 2, à une hauteur supérieure à celle du bain cryolithaire. Ceci permet de limiter le risque de dégradation du vérin par exposition du corps 611 à de trop fortes températures. En effet, la température des parois latérales 11, 12 du caisson 1 est généralement supérieure à la température des parois latérales 21, 22 de l'enceinte 2 du fait de la présence à proximité
du bain cryolithaire 14 dont la température de fonctionnement est de l'ordre de 1000 C.
Le principe de fonctionnement des dispositifs de levage est le suivant. On suppose les anodes 31 plongées dans le bain cryolithaire.
Pour déplacer verticalement l'ensemble anodique 3, le contrôleur commande l'actionnement synchronisé des deux dispositifs de levage 6 sur lesquels repose la structure anodique 32 de l'ensemble anodique 3.
Chaque vérin 61 applique une force sur sa tige 612 tendant à la déplacer entre :
-une position dégagée où la tige 612 s'étend principalement à l'extérieur du corps 611, et - une position ramassée où la tige 612 s'étend principalement à
l'intérieur du corps 611 de vérin 61.
Le déplacement de la tige entre les positions dégagée et ramassée est transmis au récepteur anodique 62 par l'intermédiaire de la poutrelle transversale de liaison 63.
Le récepteur anodique 62 de chaque vérin coulisse à l'intérieur des moyens de guidage 64 et se déplace de la position rétractée à la position déployée.
Ainsi, l'association des ensembles anodiques à des dispositifs de levage respectifs permet de déplacer les ensembles anodiques 3 indépendamment les uns des autres. Par ailleurs, le fait de déporter le récepteur anodique par rapport au vérin permet un positionnement des dispositifs de levage à la périphérie de la cuve d'électrolyse, sans former des obstacles au déplacement des ensembles anodiques au-dessus des cuves, et facilement insérable à la périphérie de la cuve sans contraintes sur les circuits de conducteurs électriques passant sous et entre les cuves grâce à leur compacité
augmentée.
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de levage décrit ci-dessus sans sortir matériellement des nouveaux enseignements présentés ici.
Par ailleurs, les formes des différentes pièces constituant le dispositif de levage ¨ tel que la forme du barreau ou du logement etc. ¨ peuvent varier.
Egalement, dans les modes de réalisations illustrés aux figures 1 à 4, le vérin 61, le récepteur anodique 62 et la structure anodique 32 sont alignés, c'est à dire qu'ils s'étendent sensiblement dans un même plan. En variante, le vérin 61 peut être décalé par rapport au plan contenant le récepteur anodique 62 et la structure anodique 32. 14 the collection duct of the gas collection device 5. Thus, the body 611 of cylinder 61 extends against the longitudinal side wall 22 of the confinement enclosure 2, at a higher than that of the cryolite bath. This limits the risk of degradation of the cylinder by exposure of the body 611 to too strong temperatures. Indeed, the temperature of the side walls 11, 12 of the box 1 is generally superior to the temperature of the side walls 21, 22 of the chamber 2 due to the presence near cryolite bath 14 whose operating temperature is of the order of 1000 C.
The operating principle of the lifting devices is as follows. We suppose them anodes 31 dives in the cryolite bath.
To vertically move the anode assembly 3, the controller controls the synchronized operation of the two lifting devices 6 on which rests anodic structure 32 of the anode assembly 3.
Each cylinder 61 applies a force on its rod 612 tending to move it between :
-an open position where the rod 612 extends mainly outside the body 611, and a picked up position where the stem 612 extends mainly to inside the body 611 cylinder 61.
The displacement of the rod between the released and picked up positions is transmitted at anodic receiver 62 via the transverse beam of liaison 63.
The anode receiver 62 of each cylinder slides inside the means of guiding 64 and moves from the retracted position to the deployed position.
Thus, the combination of anode assemblies with lifting devices respective allows to move the anode assemblies 3 independently of one of the other. By elsewhere, deporting the anode receiver relative to the cylinder allows a positioning lifting devices at the periphery of the tank electrolysis, without to obstruct the movement of anode assemblies over vats, and easily inserted at the periphery of the tank without constraints on the circuits of electrical conductors passing under and between the tanks thanks to their compactness increased.
The reader will understand that many changes can be made at lifting device described above without materially removing new ones lessons presented here.
Moreover, the shapes of the different parts constituting the device of lifting ¨ as the shape of the bar or housing etc. ¨ can vary.
Also, in the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 4, the cylinder 61, the anode receiver 62 and the anode structure 32 are aligned, that is to say they extend substantially in the same plane. In a variant, the jack 61 can be offset by ratio to the plane containing the anodic receiver 62 and the anodic structure 32.
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