CA3122504A1 - Anode assembly and associated manufacturing method - Google Patents
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- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
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Abstract
Description
Description Titre : Ensemble anodique et procédé de fabrication associé
Domaine technique La présente invention concerne un ensemble anodique destiné aux cuves pour la production d'aluminium par électrolyse, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel ensemble anodique.
Elle est particulièrement adaptée aux cuves d'électrolyse à anodes précuites.
Présentation de l'art antérieur L'aluminium est essentiellement produit par électrolyse d'alumine dissoute dans un bain cryolithaire. La cuve d'électrolyse qui permet cette opération est constituée par un caisson en acier et revêtu intérieurement par des produits isolants réfractaires.
Une cathode formée de blocs carbonés est placée dans le caisson. Elle est surmontée par une anode ou une pluralité d'anodes en carbone, ou blocs anodiques carbonés, plongeant dans le bain cryolithaire. Cette (ou ces) anode(s) en carbone est (sont) oxydée(s) progressivement par l'oxygène provenant de la décomposition de l'alumine.
Le passage du courant s'effectue de l'anode vers la cathode à travers le bain cryolithaire, maintenu à l'état liquide par effet Joule.
Les températures usuelles de fonctionnement d'une cuve étant comprises entre 930 et 980 C, l'aluminium produit est liquide et se dépose par gravité sur la cathode.
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. Une fois les anodes usées, celles-ci sont remplacées par des anodes neuves.
Pour permettre sa manipulation et son alimentation en courant électrique, chaque anode est généralement associée à une structure pour former un ensemble anodique.
Cette structure est généralement composée :
- d'une tige d'anode en matériau à haute conductivité électrique, tel que de l'aluminium ou du cuivre, et - de moyens d'accrochage en matériau résistant aux températures élevées d'utilisation de l'anode, tel que de l'acier.
Les moyens d'accrochage comprennent généralement un multipode formé d'une traverse solidaire de la base de la tige associée à une pluralité de rondins avantageusement cylindriques dont l'axe est parallèle à la tige. Description Title: Anode assembly and associated manufacturing process Technical area The present invention relates to an anode assembly intended for tanks for production of aluminum by electrolysis, as well as a manufacturing process of such anode assembly.
It is particularly suitable for electrolysis cells with prebaked anodes.
Presentation of the prior art Aluminum is mainly produced by electrolysis of dissolved alumina in a bath cryolite. The electrolysis cell which allows this operation is made up of by a box made of steel and internally coated with refractory insulating products.
A cathode formed of carbon blocks is placed in the box. She is overcome by an anode or a plurality of carbon anodes, or anode blocks carbonaceous, plunging into the cryolite bath. This (or these) carbon anode (s) is (are) gradually oxidized by oxygen from the decomposition of alumina.
The current passes from the anode to the cathode through the bath cryolite, maintained in the liquid state by the Joule effect.
The usual operating temperatures of a tank being between 930 and 980 C, the aluminum produced is liquid and is deposited by gravity on the cathode.
Periodically, the aluminum produced, or part of the aluminum produced, is sucked by a ladle and poured into foundry furnaces. Once the worn anodes, these are replaced by new anodes.
To allow its handling and its power supply, each anode is generally associated with a structure to form an anode assembly.
This structure is generally made up of:
- an anode rod made of a material with high electrical conductivity, such as aluminum or copper, and - hooking means made of material resistant to high temperatures use of the anode, such as steel.
The attachment means generally comprise a multipod formed of a crosses integral with the base of the rod associated with a plurality of logs advantageously cylindrical whose axis is parallel to the rod.
2 Les rondins sont introduits en partie à l'intérieur d'évidements réalisés sur la face supérieure de l'anode, et les interstices existant entre les rondins et les évidements sont comblés en coulant un métal en fusion, typiquement de la fonte. Les douilles métalliques ainsi réalisées permettent d'assurer un bon accrochage mécanique et une bonne liaison électrique entre la tige et l'anode.
Toutefois, on a constaté dans l'art antérieur que la présence de rondins induisait une chute ohmique à la connexion de l'anode, ainsi que des pertes thermiques à
travers l'ensemble anodique.
C'est pourquoi le document VVO 2012/100340 propose un ensemble anodique dans io .. lequel l'ensemble composé de la traverse et des rondins est remplacé par une barre longitudinale de connexion. Lors du scellement, cette barre de connexion est introduite dans une gorge longitudinale réalisée sur la face supérieure de l'anode. De la fonte en fusion est ensuite déposée à la périphérie de la barre de connexion pour combler l'espace entre la barre de connexion et la gorge.
Cette solution permet d'améliorer la répartition des courants dans l'anode, de diminuer la chute ohmique de contact entre le carbone et la fonte et limiter les déperditions de chaleur, comme l'avait déjà enseigné le document FR 1 326 481 qui proposait une solution identique à VVO 2012/100340.
Toutefois, si les ensembles anodiques de l'art antérieur comportaient de préférence des rondins cylindriques, c'est notamment pour limiter les risques de détérioration de l'anode du fait de la dilatation subie par les moyens d'accrochage lors de l'introduction de l'anode dans le bain cryolithaire dont la température est comprise entre 930 et 980 C.
En effet, contrairement aux rondins cylindriques dont la dilatation induit l'application d'une force de dilatation thermique radiale sur l'anode, la dilatation thermique d'une barre métallique induit l'application de forces transversales et longitudinales sur l'anode tendant à fissurer celle-ci.
Aucune solution à ce problème de fissuration n'est proposée dans FR 1 326 481 ou dans VVO 2012/100340.
Dans le document VVO 2015/110906, il est proposé une solution à ce problème de fissuration. Cette solution consiste à prévoir au moins un espace ne comportant pas de matériau de scellement à l'une des extrémités longitudinales de la barre de connexion, ledit espace pouvant avantageusement être garni d'un matériau de garnissage compressible, tel que de la fibre réfractaire. Ainsi, lors de la dilatation de la barre de connexion, la fibre réfractaire permet d'absorber les forces appliquées longitudinalement par celle-ci, évitant ainsi une fissuration de l'anode sous l'effet desdites forces. Cette 2 The logs are partly introduced inside recesses made on the face top of the anode, and the gaps between the logs and recesses are filled by pouring molten metal, typically cast iron. The sockets metallic thus carried out make it possible to ensure a good mechanical attachment and a good connection electrical connection between the rod and the anode.
However, it has been observed in the prior art that the presence of logs induced a ohmic drop at the anode connection, as well as thermal losses at through the anode assembly.
This is why the document VVO 2012/100340 proposes an anode assembly in io .. which the set consisting of the cross member and logs is replaced by a bar longitudinal connection. During sealing, this connection bar is introduced in a longitudinal groove made on the upper face of the anode. Of the cast iron fusion is then deposited at the periphery of the connection bar to fill the space between the connection bar and the groove.
This solution makes it possible to improve the distribution of currents in the anode, decrease the ohmic drop in contact between carbon and cast iron and limit the losses of heat, as the document FR 1 326 481 had already taught, which proposed a identical solution to VVO 2012/100340.
However, if the anode assemblies of the prior art included preference of cylindrical logs, in particular to limit the risk of deterioration of the anode due to the expansion undergone by the attachment means during the introduction of the anode in the cryolite bath, the temperature of which is between 930 and 980 C.
Indeed, unlike cylindrical logs whose expansion induces the application of a radial thermal expansion force on the anode, thermal expansion a bar metal induces the application of transverse and longitudinal forces on the tensioning anode to crack it.
No solution to this cracking problem is proposed in FR 1 326 481 or in VVO 2012/100340.
In the document VVO 2015/110906, a solution is proposed to this problem of cracking. This solution consists in providing at least one space that does not with no sealing material at one of the longitudinal ends of the connection, said space can advantageously be lined with a filling material compressible, such as refractory fiber. Thus, when expanding the bar connection, the refractory fiber absorbs the applied forces longitudinally by the latter, thus avoiding cracking of the anode under the effect of said strengths. This
3 solution présente toutefois l'inconvénient de nécessiter une mise en place manuelle de la fibre réfractaire avant la coulée du matériau de scellement. Ceci accroît donc de manière exagérée les coûts et les temps de fabrication. Par ailleurs, une fois l'électrolyse effectuée, la fibre réfractaire doit être retirée de l'ensemble anodique pour pouvoir recycler .. le carbone. Cette opération accroît donc également les coûts et les temps de recyclage.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication moins couteux et moins complexe que celui proposé dans le document WO 2015/110906, ce procédé de fabrication permettant de former un ensemble anodique présentant un risque moindre de fissuration de l'anode sous l'effet de la dilatation thermique de la barre de connexion.
io Un autre but de la présente invention est de proposer un ensemble anodique pouvant être obtenu par ledit procédé de fabrication.
Résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un ensemble anodique destiné
aux cuves pour la production d'aluminium par électrolyse, l'ensemble anodique étant du type comportant une tige d'anode, un bloc métallique solidaire de l'une des extrémités de la tige d'anode, ledit bloc métallique pouvant se dilater selon une direction longitudinale sous l'effet de la chaleur, et une anode carbonée incluant un évidement dans lequel est logé le bloc métallique pour scellement du bloc métallique à l'anode carbonée, une zone scellée remplie de matériau de scellement s'étendant entre le bloc métallique et l'anode .. carbonée, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de formation d'au moins une première cavité à l'intérieur de l'anode carbonée, ladite au moins première cavité
formant avec ledit évidement une première zone de moindre épaisseur à
l'intérieur de l'anode carbonée, ladite première zone de moindre épaisseur étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la direction longitudinale.
Ainsi configuré, le procédé de fabrication selon l'invention permet de former un ensemble anodique présentant moins de risques de fissuration de l'anode carbonée sous l'effet de la dilatation du bloc métallique.
En effet, une partie des forces appliquées sur l'anode par le bloc métallique lors de sa dilatation selon la direction longitudinale est absorbée par la zone de moindre épaisseur et la cavité.
Avantageusement, le procédé de l'invention peut comprendre en outre une étape de formation d'au moins une deuxième cavité à l'intérieur de l'anode carbonée, ladite au moins deuxième cavité formant avec ledit évidement une deuxième zone de moindre 3 However, this solution has the drawback of requiring the installation manual refractory fiber before pouring the sealing material. This therefore increases so exaggerated costs and manufacturing times. Moreover, once electrolysis performed, the refractory fiber must be removed from the anode assembly to be able to recycle .. carbon. This operation therefore also increases costs and times.
recycling.
An aim of the present invention is to provide a manufacturing process cheaper and less complex than that proposed in document WO 2015/110906, this process of manufacture making it possible to form an anode assembly presenting a risk lesser of cracking of the anode under the effect of thermal expansion of the connection.
Another object of the present invention is to provide a set anodic which can be obtained by said manufacturing process.
Summary of the invention To this end, the invention provides a method of manufacturing an assembly anodic intended to the tanks for the production of aluminum by electrolysis, the anode assembly being from type comprising an anode rod, a metal block integral with one of the ends of the anode rod, said metal block being able to expand in a direction longitudinal under the effect of heat, and a carbonaceous anode including a recess in Which one is housed the metal block for sealing the metal block to the carbonaceous anode, a zone seal filled with sealing material extending between the metal block and the anode .. carbonaceous, characterized in that the method comprises a step of formation at least a first cavity inside the carbonaceous anode, said at least first cavity forming with said recess a first zone of lesser thickness to inside the carbonaceous anode, said first zone of lesser thickness being capable of distort or to fracture under the effect of the expansion of the metal block according to the direction longitudinal.
Thus configured, the manufacturing method according to the invention makes it possible to form a set anodic presenting less risk of cracking of the carbonaceous anode under the effect of expansion of the metal block.
Indeed, part of the forces applied to the anode by the metal block during his expansion in the longitudinal direction is absorbed by the area of less thickness and the cavity.
Advantageously, the method of the invention can further comprise a step of formation of at least a second cavity inside the carbonaceous anode, said at minus second cavity forming with said recess a second zone of lesser
4 épaisseur à l'intérieur de l'anode carbonée, ladite deuxième zone de moindre épaisseur étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la direction longitudinale.
Dans une variante de réalisation, le bloc métallique possède sensiblement une forme de parallélépipède définie notamment par quatre faces longitudinales reliées par deux faces transversales, ladite au moins première zone de moindre épaisseur, respectivement ladite au moins deuxième zone de moindre épaisseur, étant disposée parallèlement à
l'une desdites faces transversales et étant séparée de celle-ci par la zone scellée.
Dans le cas d'un ensemble anodique comprenant deux zones de moindre épaisseur, chaque zone de moindre épaisseur s'étendra de manière avantageuse à une extrémité
longitudinale respective du bloc métallique. Les zones de moindre épaisseur seront alors réparties de part et d'autre de la tige d'anode, ce qui permettra d'une part une meilleure répartition de l'intensité des forces de dilatation, et d'autre part un meilleur équilibrage des masses de l'ensemble anodique.
Dans une variante de réalisation, l'étape de formation de ladite au moins première cavité, respectivement de ladite au moins deuxième cavité, peut comprendre une étape de mise en place d'un insert dans un moule destiné à former l'anode carbonée de sorte à définir au moins une partie en saillie à l'intérieur du moule, ladite partie en saillie étant destinée à
former ladite au moins première cavité, respectivement ladite au moins deuxième cavité.
Dans une autre variante de réalisation, l'étape de formation de ladite au moins première cavité, respectivement de ladite au moins deuxième cavité, peut comprendre une étape d'usinage de l'anode carbonée.
L'invention concerne également un ensemble anodique destiné aux cuves pour la production d'aluminium par électrolyse, l'ensemble anodique comportant une tige d'anode, un bloc métallique solidaire de l'une des extrémités de la tige d'anode, ledit bloc métallique pouvant se dilater selon une direction longitudinale sous l'effet de la chaleur, et une anode carbonée incluant un évidement dans lequel est logé le bloc métallique pour scellement du bloc métallique à l'anode carbonée, une zone scellée remplie de matériau de scellement s'étendant entre le bloc métallique et l'anode carbonée, caractérisé en ce que l'anode carbonée comprend au moins une première cavité, ladite au moins première cavité formant avec ledit évidement une première zone de moindre épaisseur à
l'intérieur de l'anode carbonée, ladite première zone de moindre épaisseur étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la direction longitudinale Des aspects préférés mais non limitatifs de l'ensemble anodique sont les suivants :
- l'anode carbonée comprend au moins une deuxième cavité, ladite au moins deuxième cavité formant avec ledit évidement une deuxième zone de moindre épaisseur à
l'intérieur de l'anode carbonée, ladite deuxième zone de moindre épaisseur étant apte à se 4 thickness inside the carbonaceous anode, said second zone of lesser thickness being able to deform or fracture under the effect of the expansion of the metal block in the longitudinal direction.
In an alternative embodiment, the metal block has substantially a made of parallelepiped defined in particular by four longitudinal faces connected by two sides transverse, said at least first zone of lesser thickness, respectively said at least second zone of lesser thickness, being arranged parallel to moon said transverse faces and being separated therefrom by the sealed area.
In the case of an anode assembly comprising two zones of lesser thickness, each zone of lesser thickness will advantageously extend to a end respective longitudinal side of the metal block. Areas of lesser thickness will then be distributed on either side of the anode rod, which will allow on the one hand a better distribution of the intensity of the expansion forces, and on the other hand a better balancing of masses of the anode assembly.
In an alternative embodiment, the step of forming said at least first cavity, respectively of said at least second cavity, may comprise a step bet in place of an insert in a mold intended to form the carbonaceous anode so to define at least one protruding part inside the mold, said protruding part projection being intended for forming said at least first cavity, respectively said at least second cavity.
In another variant embodiment, the step of forming said au less first cavity, respectively of said at least second cavity, may comprise a stage machining of the carbonaceous anode.
The invention also relates to an anode assembly intended for tanks for the production of aluminum by electrolysis, the anode assembly comprising a rod anode, a metal block integral with one end of the rod anode, said block metallic which can expand in a longitudinal direction under the effect heat, and a carbonaceous anode including a recess in which the block is housed metallic for sealing of the metal block to the carbonaceous anode, a sealed area filled with material sealing extending between the metal block and the carbonaceous anode, characterized in that that the carbonaceous anode comprises at least a first cavity, said at least first cavity forming with said recess a first zone of lesser thickness to inside of the carbonaceous anode, said first zone of lesser thickness being capable of deform or to fracture under the effect of the expansion of the metal block according to the direction longitudinal Preferred but non-limiting aspects of the anode assembly are the following:
- the carbonaceous anode comprises at least one second cavity, said at least second cavity forming with said recess a second zone of lesser thickness to inside of the carbonaceous anode, said second zone of lesser thickness being capable of
5 .. déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la direction longitudinale ;
- le bloc métallique possède sensiblement une forme de parallélépipède définie notamment par quatre faces longitudinales reliées par deux faces transversales, ladite au moins première zone de moindre épaisseur, respectivement ladite au moins deuxième zone de moindre épaisseur, étant disposée parallèlement à l'une desdites faces transversales et étant séparée de celle-ci par la zone scellée ;
la première, respectivement la deuxième cavité, dépasse transversalement et verticalement d'une projection longitudinale d'une paroi interne latérale transversale de l'évidement, le dépassement étant de préférence inférieur à 5 cm ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède un profil sensiblement plat et est orientée de manière perpendiculaire à ladite direction longitudinale ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède un profil en trois parties, à savoir une partie centrale entourée par deux parties d'extrémité, ladite partie centrale étant sensiblement plate et étant orientée de manière perpendiculaire à
ladite direction longitudinale et lesdites parties d'extrémité étant orientées de manière oblique par rapport à ladite partie centrale ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède un profil en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties possédant un profil biconvexe, et dans lequel la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède un profil en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties possédant un profil sensiblement plat, et dans lequel la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède un profil en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties possédant 5 .. deform or fracture under the effect of the expansion of the block metallic depending on the direction longitudinal;
- the metal block has substantially a defined parallelepiped shape in particular by four longitudinal faces connected by two faces transverse, said at minus first zone of lesser thickness, respectively said at least second zone of lesser thickness, being disposed parallel to one of said faces transverse and being separated from it by the sealed area;
the first, respectively the second cavity, protrudes transversely and vertically from a longitudinal projection of a lateral internal wall transverse of the recess, the protrusion preferably being less than 5 cm;
- the first, respectively the second, zone of lesser thickness has a profile substantially flat and is oriented perpendicular to said direction longitudinal;
- the first, respectively the second, zone of lesser thickness has a profile in three parts, namely a central part surrounded by two parts end, said central part being substantially flat and being oriented so perpendicular to said longitudinal direction and said end portions being oriented so oblique with respect to said central part;
- the first, respectively the second, zone of lesser thickness has a profile in two parts, namely a first part and a second part connected between them at level of a link area, each of said first and second parts possessing a biconvex profile, and in which the first, respectively the second, zone of less thickness has a lower thickness at said zone link ;
- the first, respectively the second, zone of lesser thickness has a profile in two parts, namely a first part and a second part connected between them at level of a link area, each of said first and second parts possessing a substantially flat profile, and in which the first, respectively the second zone of lesser thickness has a smaller thickness at the level of said zone of connection ;
- the first, respectively the second, zone of lesser thickness has a profile in two parts, namely a first part and a second part connected between them at level of a link area, each of said first and second parts possessing
6 un profil plano-convexe, et dans lequel la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison.
Brève description des figures D'autres avantages et caractéristiques de l'ensemble anodique et de son procédé de fabrication associé 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 :
[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble anodique selon une première variante de réalisation de l'invention, [Fig 2] La figure 2 est une vue en perspective du bloc métallique fixé sur la tige d'anode avant son intégration dans l'ensemble anodique représenté sur la figure 1, [Fig 3] La figure 3 est une vue en perspective de l'anode carbonée utilisée pour la fabrication de l'ensemble anodique représenté sur la figure 1, [Fig 4] La figure 4 est une vue de dessus d'un ensemble anodique selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, [Fig 5] La figure 5 est une vue en coupe selon CC' de l'ensemble anodique représenté sur la figure 4, [Fig 6] Les figures 6a-6e sont des vues partielles, de dessus de plusieurs variantes de réalisation de l'invention, [Fig 7] La figure 7 est un schéma de principe d'un procédé de fabrication d'un ensemble anodique selon l'invention.
Description détaillée On va maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication d'un ensemble anodique ainsi que des exemples d'ensembles anodiques obtenus à partir du procédé. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents portent les mêmes références numériques.
On utilisera dans la suite du texte les expressions face latérale , face inférieure , face supérieure , parois latérales et fond en référence à une tige d'anode s'étendant le long d'un axe A-A'.
Le lecteur appréciera que l'on entend, dans le cadre de la présente invention, par:
- face inférieure ou face supérieure , une face s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe A-A', la face supérieure d'une pièce donnée étant plus proche de la tige d'anode que la face inférieure, - face/paroi latérale , une face/paroi s'étendant dans un plan parallèle à
l'axe A-A' de la tige d'anode, - face/paroi longitudinale , une face/paroi s'étendant parallèlement à un axe 6 a plano-convex profile, and in which the first, respectively the second zone less thickness has a lower thickness at said zone link.
Brief description of the figures Other advantages and characteristics of the anode assembly and its process of associated manufacture will emerge from the following description of various execution variants, given by way of nonlimiting examples, from the drawings annexed on which:
[Fig 1] Figure 1 is a perspective view of an anode assembly according to a first variant embodiment of the invention, [Fig 2] Figure 2 is a perspective view of the metal block attached to the anode rod before its integration into the anode assembly shown in FIG. 1, [Fig 3] Figure 3 is a perspective view of the carbonaceous anode used for the manufacture of the anode assembly shown in FIG. 1, [Fig 4] Figure 4 is a top view of an anode assembly according to a second variant embodiment of the invention, [Fig 5] Figure 5 is a sectional view along CC 'of the anode assembly represented on figure 4, [Fig 6] Figures 6a-6e are partial top views of several variants of realization of the invention, [Fig 7] Figure 7 is a block diagram of a method of manufacturing a together anode according to the invention.
detailed description We will now describe an example of the manufacturing process of an assembly anodic as well as examples of anode assemblies obtained from the process. In those different figures, equivalent elements have the same references digital.
In the remainder of the text, we will use the expressions side face, face lower, top face, side walls and bottom with reference to a rod anode extending along an axis A-A '.
The reader will appreciate that, in the context of the present invention, one understands by:
- lower face or upper face, a face extending in a plane perpendicular to the axis A-A ', the upper face of a given part being more near the anode rod as the underside, - side face / wall, one face / wall extending in a plane parallel to the AA 'axis of the anode rod, - longitudinal face / wall, one face / wall extending parallel to a axis
7 longitudinal d'un objet longitudinal (par exemple un évidement ou un bloc métallique), - face/paroi transversale , une face/paroi s'étendant perpendiculairement à
un axe longitudinal d'un objet longitudinal, - direction longitudinale ou longitudinalement , une direction parallèle à un axe .. longitudinal d'un objet longitudinal (par exemple un évidement ou un bloc métallique), - paroi externe ou paroi interne d'une cavité, une paroi qui est la plus éloignée, respectivement la moins éloignée, de l'axe A-A'.
On a illustré à la figure 1 un exemple d'ensemble anodique selon l'invention.
En référence aux figures 1 à 3, l'ensemble anodique 10 comprend une tige d'anode 1, un bloc métallique 2, et une anode carbonée 3.
La tige d'anode 1 est constituée dans un matériau électriquement conducteur.
Elle s'étend selon l'axe A-A'. La tige d'anode est d'un type classiquement connu de l'homme du métier et ne sera pas décrite plus en détail dans la suite.
Le bloc métallique 2 forme des moyens d'accrochage. Le bloc métallique 2 est dans un .. matériau électriquement conducteur apte à supporter les températures importantes d'utilisation de l'ensemble anodique. Par exemple, le bloc métallique est en acier.
Les dimensions du bloc métallique 2 peuvent être les suivantes :
- longueur L comprise entre 80 et 200 centimètres, - largeur I et hauteur h comprises entre 5 et 50 centimètres.
Dans tous les cas, la longueur L est au moins deux fois supérieure à la largeur I du bloc métallique 2.
Le bloc métallique 2 est solidaire de la tige d'anode 1 à l'une de ses extrémités 11, et s'étend selon un axe longitudinal B-B' perpendiculaire à l'axe A-A'. Le bloc métallique 2 comprend une face supérieure 23 en contact avec la tige d'anode 1, une face inférieure .. 24 opposée à la face supérieure 23, deux faces latérales longitudinales 22 et deux faces latérales transversales 21. Le bloc métallique 2 est par exemple une barre, possédant éventuellement une forme de parallélépipède rectangle, et peut comporter des dents, notamment à profil arrondi, sur ses faces latérales 21, 22 et/ou sa face inférieure 24.
L'anode 3 est un bloc anodique de matériau carboné précuit dont la composition et la forme générale sont connues de l'homme du métier et ne seront pas décrites plus en détail dans la suite. La face supérieure de l'anode 3 comporte un évidement 30 dans lequel est logé le bloc métallique 2. 7 longitudinal of a longitudinal object (for example a recess or a block metallic), - transverse face / wall, one face / wall extending perpendicular to an axe longitudinal of a longitudinal object, - longitudinal direction or longitudinally, one direction parallel to an axis .. longitudinal of a longitudinal object (for example a recess or a block metallic), - external wall or internal wall of a cavity, a wall which is the more distant, respectively the least distant, from the axis A-A '.
An example of anode assembly according to the invention has been illustrated in FIG. 1.
In reference in Figures 1 to 3, the anode assembly 10 comprises an anode rod 1, a block metallic 2, and a carbonaceous anode 3.
The anode rod 1 is made of an electrically conductive material.
She's spreading along the axis A-A '. The anode rod is of a type conventionally known to man of career and will not be described in more detail hereinafter.
The metal block 2 forms hooking means. Metal block 2 is in one .. electrically conductive material able to withstand temperatures important use of the anode assembly. For example, the metal block is in steel.
The dimensions of the metal block 2 can be as follows:
- length L between 80 and 200 centimeters, - width I and height h between 5 and 50 centimeters.
In all cases, the length L is at least twice the length of the block width I
metallic 2.
The metal block 2 is integral with the anode rod 1 at one of its ends 11, and extends along a longitudinal axis BB 'perpendicular to the axis A-A'. The block metallic 2 comprises an upper face 23 in contact with the anode rod 1, a face lower .. 24 opposite the upper face 23, two longitudinal side faces 22 and two sides transverse side 21. The metal block 2 is for example a bar, possessing possibly a rectangular parallelepiped shape, and may include teeth, in particular with a rounded profile, on its lateral faces 21, 22 and / or its face lower 24.
The anode 3 is an anode block of pre-baked carbon material, the composition of which and the general shape are known to those skilled in the art and will not be described more detail below. The upper face of the anode 3 has a recess 30 in which is housed the metal block 2.
8 Avantageusement, l'évidement 30 peut être de forme complémentaire à celle du bloc métallique 2. Dans ce cas, l'évidement 30 comporte des parois internes latérales longitudinales 32, des parois internes latérales transversales 31, et un fond 34.
La largeur l' de l'évidement ou de la gorge est prévue supérieure à la largeur I du bloc métallique 2 pour permettre l'insertion du bloc métallique 2.
L'ensemble anodique comprend en outre, des zones scellées remplies d'un matériau de scellement 41. Les zones scellées s'étendent entre les parois internes longitudinales 32 de l'évidement 30, et les faces latérales longitudinales 22 du bloc métallique 2.
On entend, dans le cadre de la présente invention, par matériau de scellement , un matériau permettant la formation d'une liaison rigide et conductrice entre une anode et un bloc métallique, cette liaison étant typiquement assurée par un métal coulé
entre le bloc métallique et l'anode tel que de la fonte, ou par une pâte conductrice.
Comme illustré sur la figure 1, le matériau de scellement 41 recouvre toutes les faces latérales 21, 22 du bloc métallique 2. Les forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique 2 lors de sa dilatation seront donc transmises intégralement, via les zones scellées 41 jouxtant les faces latérales transversales 21 du bloc métallique 2, à l'anode 3.
En effet, on rappelle à titre indicatif qu'un bloc métallique en acier de longueur égale à
1 mètre peut subir une dilatation longitudinale allant jusqu'à 2 centimètres à
1000 C.
Cette dilatation longitudinale pourrait potentiellement induire une détérioration très importante de l'anode 3 (fissures, éclatement, etc.).
De manière à éviter une telle détérioration de l'anode 3 sous l'effet desdites forces longitudinales, l'anode 3 est avantageusement munie d'une paire de cavités 42 disposées de part et d'autre de l'évidement 30 selon l'axe longitudinale B-B', chacune des cavités 42 étant située à proximité d'une zone scellée 41 jouxtant l'une des faces latérales transversales 21 du bloc métallique 2. Ainsi disposée, chacune des cavités 42 forme avec l'évidement 30 une zone de moindre épaisseur 43 dans l'anode 3, ladite zone de moindre épaisseur 43 étant comprise entre ladite zone scellée 41 et ladite cavité 42.
Cette zone de moindre épaisseur 43 sera notamment configurée pour être deformable ou fracturable sous l'effet des forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique 2.
L'épaisseur de la zone de moindre épaisseur 43 est avantageusement inférieure à 5 cm et de préférence comprise entre 0.5 et 3 cm pour pouvoir se déformer ou se fracturer sans propagation de fissures dans le reste de l'anode. La cavité 42 aura avantageusement une épaisseur supérieure à 0.5 cm et de préférence supérieure à 1 cm pour pouvoir absorber la déformation de l'épaisseur de la zone de moindre épaisseur 43 provoquée par la dilatation du bloc métallique 2.
WO 2020/124208 Advantageously, the recess 30 may be of a shape complementary to that of the block metal 2. In this case, the recess 30 has internal walls lateral longitudinal 32, internal lateral transverse walls 31, and a bottom 34.
The width l 'of the recess or groove is expected to be greater than the width I from the block metal 2 to allow the insertion of the metal block 2.
The anode assembly further includes sealed areas filled with a material sealing 41. The sealed areas extend between the internal walls longitudinal 32 of the recess 30, and the longitudinal side faces 22 of the metal block 2.
In the context of the present invention, the term “material of sealing, a material allowing the formation of a rigid and conductive connection between a anode and a metal block, this connection typically being provided by a cast metal between the block metal and the anode such as cast iron, or by a conductive paste.
As shown in Figure 1, the sealing material 41 covers all the faces side 21, 22 of the metal block 2. The forces applied longitudinally by the block metal 2 during its expansion will therefore be transmitted in full, via the areas seals 41 adjoining the transverse side faces 21 of the metal block 2, to the anode 3.
Indeed, it is recalled as an indication that a metal block in steel of length equal to 1 meter can undergo a longitudinal expansion of up to 2 centimeters at 1000 C.
This longitudinal expansion could potentially induce a very deterioration significant anode 3 (cracks, bursting, etc.).
So as to avoid such deterioration of the anode 3 under the effect of said strengths longitudinal, the anode 3 is advantageously provided with a pair of cavities 42 arranged on either side of the recess 30 along the longitudinal axis B-B ', each cavities 42 being located near a sealed zone 41 adjoining one of the faces lateral transverse sections 21 of the metal block 2. Thus arranged, each of the cavities 42 shape with the recess 30 a zone of lesser thickness 43 in the anode 3, said zone of lesser thickness 43 being between said sealed zone 41 and said cavity 42.
This area of lesser thickness 43 will in particular be configured to be deformable or fracturable under the effect of the forces applied longitudinally by the metal block 2.
The thickness of the zone of lesser thickness 43 is advantageously less at 5 cm and preferably between 0.5 and 3 cm in order to be able to deform or fracture without propagation of cracks in the rest of the anode. Cavity 42 will have advantageously a thickness greater than 0.5 cm and preferably greater at 1 cm to be able to absorb the deformation of the thickness of the lesser area thickness 43 caused by the expansion of the metal block 2.
WO 2020/12420
9 PCT/CA2019/051794 Ainsi, lors de la dilatation du bloc métallique 2, les forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique 2 seront avantageusement transmises en premier lieu aux zones de moindre épaisseur 43, ce qui aboutira soit à une déformation, soit une fracturation desdites zones de moindre épaisseur 43. Du fait que le reste de l'anode 3, notamment les parties de l'anode 3 comprises entre l'un des bords latéraux 33 de l'anode 3 et la paroi externe de la cavité 42 la plus proche de ce dernier, n'est pas directement soumise à
l'intégralité des forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique, le risque de détérioration est considérablement amoindri.
En référence aux figures 4 et 5, on a illustré un autre mode de réalisation de l'ensemble .. anodique, respectivement en vue de dessus et en vue en coupe transversale selon C-C'.
Dans cette variante de réalisation, l'anode 3 ne comporte qu'une seule cavité
définissant avec l'évidement 30 une unique zone de moindre épaisseur 43. Cette zone de moindre épaisseur 43 sera toutefois suffisante pour limiter le risque de détérioration de l'ensemble de l'anode 3.
.. Quel que soit le mode de réalisation, l'anode 3 comprend au moins une cavité 42 espacée par rapport à l'évidement 30 de sorte qu'une zone de moindre épaisseur 43 de l'anode 3 soit formée entre ladite au moins une cavité 42 et ledit évidement 30. L'anode comprend donc au moins une zone de moindre épaisseur 43. La zone de moindre épaisseur 43 est une structure de l'anode 3 apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique, par exemple selon la direction longitudinale.
Tel que visible sur les figures 4 et 5, la cavité 42 s'étend transversalement et verticalement au-delà d'une projection longitudinale de la paroi interne latérale transversale 31. Une telle configuration permet un évanouissement dans la cavité 42 d'éventuelles fissures s'étendant depuis la paroi interne latérale transversale selon une direction principalement longitudinale en s'éloignant légèrement de l'axe C-C'. Le dépassement est avantageusement inférieur à 5 cm et de préférence inférieur à
3 cm de sorte à ne pas fragiliser l'anode 3 et ne pas perturber la distribution du courant vers la totalité de la face inférieure de l'anode 3.
La forme de la zone de moindre épaisseur 43, de la cavité 42 et de l'évidement 30 pourra .. varier en fonction de divers paramètres, tels que, notamment, le matériau constitutif, les dimensions et/ou la forme de l'anode 3 et/ou du bloc métallique 2. Notamment, dans certains modes de réalisations, la forme de la zone de moindre épaisseur 43 pourra comporter au moins une interface de fracturation de l'anode 3 configurée de sorte que la zone de moindre épaisseur 43 soit apte à se fracturer à ladite au moins une interface de fracturation, par exemple sous l'effet d'une contrainte donnée résultant de la dilatation du bloc métallique. Une telle interface de fracturation pourrait jouxter une surface concave de l'évidement 30 ou de la cavité 42. Cette surface concave pourrait être courbée, c'est-à-dire définissant une courbe (comme par exemple aux extrémités de la cavité 42 de la figure 6a). La courbe d'une telle surface concave pourrait être configurée de manière plus 5 .. ou moins accentuée de sorte qu'un effet de concentration de contrainte dans la zone de moindre épaisseur 43 puisse être plus ou moins important. La surface concave pourrait aussi être angulée, c'est-à-dire définissant un angle entre deux parties de ladite surface concave (comme par exemple aux extrémités de la cavité 42 de la figure 6b).
L'angle d'une telle surface concave pourrait être configuré de manière plus ou moins accentuée 9 PCT / CA2019 / 051794 Thus, during the expansion of the metal block 2, the forces applied longitudinally by the metal block 2 will advantageously be transmitted in the first place to the areas of less thickness 43, which will result in either a deformation or a fracturing said zones of lesser thickness 43. Due to the fact that the rest of the anode 3, especially the parts of the anode 3 lying between one of the side edges 33 of the anode 3 and the wall of the cavity 42 closest to the latter, is not directly subject to all the forces applied longitudinally by the metal block, the risk of deterioration is considerably lessened.
Referring to Figures 4 and 5, there is illustrated another embodiment of all .. anode, respectively in top view and in cross-sectional view according to C-C '.
In this variant embodiment, the anode 3 has only one cavity defining with the recess 30 a single zone of lesser thickness 43. This zone of less thickness 43 will however be sufficient to limit the risk of deterioration of the anode assembly 3.
.. Whatever the embodiment, the anode 3 comprises at least one cavity 42 spaced relative to the recess 30 so that a zone of lesser thickness 43 of the anode 3 is formed between said at least one cavity 42 and said recess 30. The anode therefore comprises at least one zone of lesser thickness 43. The zone of lesser thickness thickness 43 is a structure of the anode 3 capable of deforming or of fracture under the effect of the expansion of the metal block, for example according to the direction longitudinal.
As seen in Figures 4 and 5, the cavity 42 extends transversely and vertically beyond a longitudinal projection of the inner wall lateral transverse 31. Such a configuration allows fading in the cavity 42 any cracks extending from the inner side wall transverse according to a mainly longitudinal direction slightly away from the C- axis VS'. the protrusion is advantageously less than 5 cm and preferably less than 3 cm from so as not to weaken the anode 3 and not to disturb the distribution of running towards the entire underside of the anode 3.
The shape of the zone of lesser thickness 43, of the cavity 42 and of the recess 30 may .. vary according to various parameters, such as, in particular, the material constitutive, the dimensions and / or the shape of the anode 3 and / or of the metal block 2. In particular, in some embodiments, the shape of the zone of lesser thickness 43 may include at least one fracturing interface of the anode 3 configured to so that the zone of lesser thickness 43 is capable of fracturing at said at least one interface of fracturing, for example under the effect of a given stress resulting from the dilation of metal block. Such a fracturing interface could be adjacent to a concave surface of the recess 30 or the cavity 42. This concave surface could be curved, that is say defining a curve (as for example at the ends of the cavity 42 of the figure 6a). The curve of such a concave surface could be configured to way more 5 .. or less accentuated so that a stress concentration effect in the area of lesser thickness 43 can be more or less important. The concave surface could also be angulated, i.e. defining an angle between two parts of said surface concave (as for example at the ends of the cavity 42 of FIG. 6b).
Angle of such a concave surface could be configured more or less accentuated
10 de sorte que l'effet de concentration de contrainte dans la zone de moindre épaisseur 43 puisse être plus ou moins important.
En référence aux figures 6a à 6e, il est représenté plusieurs exemples avantageux d'anode 3 pouvant être utilisés au sein de l'ensemble anodique de la présente invention.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6a, la zone de moindre épaisseur 43 possède un profil sensiblement plat et est orientée de manière perpendiculaire à l'axe B-B' du bloc métallique 2. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 et les parois interne et externe de la cavité 42 correspondante sont, dans ce cas, à profil droit et perpendiculaire à l'axe B-6'.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6b, la zone de moindre épaisseur 43 possède un profil en deux parties, à savoir une première partie 434 et une deuxième partie 435 reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 434, 435 possède un profil biconvexe, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une épaisseur plus faible au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 est, dans ce cas, à
profil incurvé, complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43, et la paroi interne de la cavité 42 correspondante possède également un profil incurvé, complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6c, la zone de moindre épaisseur 43 possède un profil en deux parties, à savoir une première partie 436 et une deuxième partie 437 reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 436, 437 possède un profil sensiblement plat, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une épaisseur plus faible au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 et la paroi interne de la cavité
42 correspondante sont, dans ce cas, à profil sensiblement droit et perpendiculaire à l'axe B-B', à l'exception de leurs zones respectives qui sont alignées avec la zone de liaison 430, pour lesquelles le profil est sensiblement triangulaire. 10 so that the effect of stress concentration in the area of less thickness 43 could be more or less important.
Referring to Figures 6a to 6e, several examples are shown advantageous anode 3 which can be used within the anode assembly of the present invention.
In the example shown in FIG. 6a, the zone of lesser thickness 43 has a substantially flat profile and oriented perpendicular to the B- axis B 'from the block metal 2. The transverse lateral internal wall 31 of the recess 30 adjoining the area thinner 43 and the inner and outer walls of the cavity 42 corresponding are, in this case, with a straight profile and perpendicular to the axis B-6 '.
In the example shown in FIG. 6b, the zone of lesser thickness 43 has a profile in two parts, namely a first part 434 and a second part 435 related between them at a link zone 430. Each of the parts 434, 435 possesses a biconvex profile, and the zone of lesser thickness 43 has a thickness weaker at the level of the connection zone 430. The transverse lateral internal wall 31 of the recess 30 adjoining the zone of lesser thickness 43 is, in this case, to curved profile, complementary to that of the zone of lesser thickness 43, and the wall internal corresponding cavity 42 also has a curved profile, complementary of the one of the zone of lesser thickness 43.
In the example shown in FIG. 6c, the zone of lesser thickness 43 has a profile in two parts, namely a first part 436 and a second part 437 related between them at a link zone 430. Each of the parts 436, 437 possesses a substantially flat profile, and the zone of lesser thickness 43 has a thickness lower at the level of the connection zone 430. The lateral internal wall transverse 31 of the recess 30 adjoining the zone of lesser thickness 43 and the internal wall of the cavity 42 corresponding are, in this case, substantially straight profile and perpendicular to the axis B-B ', with the exception of their respective zones which are aligned with the zone link 430, for which the profile is substantially triangular.
11 Dans l'exemple représenté sur la figure 6d, la zone de moindre épaisseur 43 possède un profil en trois parties, à savoir une partie centrale 431 entourée par deux parties d'extrémité 432 et 433. La partie centrale 431 est sensiblement plate et est orientée de manière perpendiculaire à l'axe B-B', et les parties d'extrémité 432 et 433 sont orientées de manière oblique par rapport à la partie centrale 431. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 est, dans ce cas, à profil droit et perpendiculaire à l'axe B-B', et les parois interne et externe de la cavité 42 correspondante possèdent un profil sensiblement complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6e, la zone de moindre épaisseur 43 possède un profil en deux parties, à savoir une première partie 438 et une deuxième partie 439 reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 438, 439 possède un profil plano-convexe, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une épaisseur plus faible au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 est, dans ce cas, à
profil incurvé, complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43, et la paroi interne de la cavité 42 correspondante possède également un profil complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43. La cavité 42 possède donc, dans ce cas, un profil en aile de mouette.
On va maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication d'un ensemble anodique selon l'invention, en référence à la figure 7.
Ce procédé de fabrication 100 peut être appliqué pour former un ensemble anodique 10 dont l'anode 3 possède une unique zone de moindre épaisseur 43 jouxtant l'une des parois internes latérales transversales 31 de l'évidement 30.
En variante, ce procédé de fabrication 100 peut aussi être appliqué pour former un ensemble anodique 10 dont l'anode 3 possède deux zones de moindre épaisseur 43 disposées de part et d'autre d'un évidement 30, chacune des zones de moindre épaisseur 43 jouxtant l'une des parois internes latérales transversales 31 de l'évidement 30.
Lors d'une première étape 101 du procédé de fabrication 100, un bloc métallique 2 solidarisé avec une tige d'anode 1 est fourni.
Lors d'une deuxième étape 102, une anode carbonée 3 munie d'un évidement 30 et d'au moins une cavité 42 est formée. La deuxième étape 102 pourra, dans une première variante du procédé, comprendre, préalablement à une étape de moulage de l'anode carbonée 3, une étape de mise en place d'un insert dans un moule destiné à
former 11 In the example shown in FIG. 6d, the zone of lesser thickness 43 has a profile in three parts, namely a central part 431 surrounded by two parts end 432 and 433. The central portion 431 is substantially flat and is oriented perpendicular to the axis B-B ', and the end parts 432 and 433 are oriented obliquely with respect to the central part 431. The internal wall lateral transverse 31 of the recess 30 adjacent to the zone of lesser thickness 43 is, in this case, with a straight profile and perpendicular to the axis B-B ', and the internal walls and external of the corresponding cavity 42 have a profile substantially complementary to that of the zone of lesser thickness 43.
In the example shown in FIG. 6e, the zone of lesser thickness 43 has a profile in two parts, namely a first part 438 and a second part 439 related between them at a link zone 430. Each of the parts 438, 439 possesses a plano-convex profile, and the zone of lesser thickness 43 has a thickness more weak at the level of the connection zone 430. The lateral internal wall transverse 31 of the recess 30 adjoining the zone of lesser thickness 43 is, in this case, to curved profile, complementary to that of the zone of lesser thickness 43, and the wall internal corresponding cavity 42 also has a profile complementary to that of the zone of lesser thickness 43. The cavity 42 therefore has, in this case, a wing profile seagull.
We will now describe an example of the manufacturing process of an assembly anodic according to the invention, with reference to FIG. 7.
This manufacturing method 100 can be applied to form an assembly anodic 10 the anode 3 of which has a single zone of lesser thickness 43 adjoining one from transverse internal side walls 31 of the recess 30.
Alternatively, this manufacturing method 100 can also be applied for form a anode assembly 10, the anode 3 of which has two zones of lesser thickness 43 arranged on either side of a recess 30, each of the lesser areas thickness 43 adjoining one of the transverse internal side walls 31 of the recess 30.
During a first step 101 of the manufacturing process 100, a block metallic 2 integral with an anode rod 1 is provided.
During a second step 102, a carbonaceous anode 3 provided with a recess 30 and at least one cavity 42 is formed. The second step 102 may, in a first variant of the process, comprising, prior to a molding step of the anode carbonaceous 3, a step of placing an insert in a mold intended for form
12 l'anode carbonée 3 de sorte à définir au moins une partie en saillie à
l'intérieur du moule, ladite partie en saillie étant destinée à former ladite au moins une cavité
42.
Dans une deuxième variante du procédé, la deuxième étape 102 pourra comprendre une étape de moulage de l'anode carbonée 3 suivie d'une étape d'usinage de l'anode carbonée 3 pour former ladite au moins une cavité 42.
Lors de la troisième étape 103, le bloc métallique 2 est introduit à
l'intérieur de l'évidement 30 et l'interstice séparant le bloc métallique 2 de l'anode 3 est rempli d'un matériau de scellement de manière à former la zone scellée 41.
On obtient ainsi, avec un procédé facilement industrialisable, un ensemble anodique 10 selon la présente invention. Ainsi formé, cet ensemble anodique 10 permet de limiter les risques de fissures et/ou d'éclatement de l'anode 3 lors de son introduction dans un bain cryolithaire. 12 the carbonaceous anode 3 so as to define at least one protruding part inside the mold, said protruding part being intended to form said at least one cavity 42.
In a second variant of the method, the second step 102 may comprise a step of molding the carbonaceous anode 3 followed by a step of machining the anode carbonaceous 3 to form said at least one cavity 42.
During the third step 103, the metal block 2 is introduced to inside the recess 30 and the gap separating the metal block 2 from the anode 3 is filled with a material sealing so as to form the sealed area 41.
One thus obtains, with an easily industrializable process, a set anodic 10 according to the present invention. Thus formed, this anode assembly 10 makes it possible to limit the risk of cracks and / or bursting of the anode 3 during its introduction in a bath cryolite.
Claims (15)
l'intérieur de l'anode carbonée (3), ladite première zone de moindre épaisseur (43) étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique (2) selon la direction longitudinale. 1. Manufacturing process (100) of an anode assembly (10) intended for tanks for the production of aluminum by electrolysis, the anode assembly (10) being of the comprising an anode rod (1), a metal block (2) integral with one (11) of ends of the anode rod (1), said metal block (2) being able to dilate according to a longitudinal direction under the effect of heat, and a carbonaceous anode (3) including a recess (30) in which the metal block (2) is housed for sealing the block metal (2) to the carbonaceous anode (3), a sealed area (41) filled with material seal extending between the metal block (2) and the carbonaceous anode (3), characterized in that the method (100) comprises a step of forming (102) at least one first cavity (42) inside the carbonaceous anode (3), said at least first cavity (42) forming with said recess (30) a first zone of lesser thickness (43) To the interior of the carbonaceous anode (3), said first zone of lesser thickness (43) being able to deform or fracture under the effect of the expansion of the block metallic (2) in the longitudinal direction.
3, dans lequel l'étape de formation (102) de ladite au moins première cavité (42) comprend une étape de mise en place d'un insert dans un moule destiné à former l'anode carbonée (3) de sorte à définir au moins une partie en saillie à l'intérieur du moule, ladite partie en saillie étant destinée à former ladite au moins première cavité (42). 4. The manufacturing method (100) according to any one of claims 1 to 3, in wherein the step of forming (102) said at least first cavity (42) includes a step of placing an insert in a mold intended to form the anode carbonaceous (3) so as to define at least one protruding part inside the mold, said part in projection being intended to form said at least first cavity (42).
3, dans lequel l'étape de formation (102) de ladite au moins première cavité (42) comprend une étape d'usinage de l'anode carbonée (3). 5. The manufacturing method (100) according to any one of claims 1 to 3, in wherein the step of forming (102) said at least first cavity (42) includes a machining step of the carbonaceous anode (3).
5, dans .. lequel ladite au moins première cavité (42) est formée de telle manière à
dépasser transversalement et verticalement d'une projection longitudinale d'une paroi interne latérale transversale (31) de l'évidemment (30), le dépassement étant de préférence inférieur à 5 cm. 6. The manufacturing method (100) according to any one of claims 1 to 5, in .. wherein said at least first cavity (42) is so formed as to to go past transversely and vertically of a longitudinal projection of a wall internal transverse side (31) of the recess (30), the protrusion being preference less than 5 cm.
(42) formant avec ledit évidement (30) une deuxième zone de moindre épaisseur (43) à
l'intérieur de l'anode carbonée (3), ladite deuxième zone de moindre épaisseur (43) étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique (3) selon la direction longitudinale. 8. Anode assembly (10) according to claim 7, wherein the anode carbonaceous (3) comprises at least a second cavity (42), said at least second cavity (42) forming with said recess (30) a second zone of lesser thickness (43) To inside the carbonaceous anode (3), said second zone of lesser thickness (43) being able to deform or fracture under the effect of the expansion of the block metallic (3) in the longitudinal direction.
savoir une partie centrale (431) entourée par deux parties d'extrémité (432, 433), ladite partie centrale (431) étant sensiblement plate et étant orientée de manière perpendiculaire à ladite direction longitudinale et lesdites parties d'extrémité (432, 433) étant orientées de manière oblique par rapport à ladite partie centrale (431). 11. Anode assembly (10) according to any one of claims 7 to 9, in 5 in which the first zone of less thickness (43) has a profile in three parts, to namely a central part (431) surrounded by two end parts (432, 433), said central portion (431) being substantially flat and being oriented so perpendicular to said longitudinal direction and said parts end (432, 433) being oriented obliquely with respect to said central portion (431).
9, dans lequel la première zone de moindre épaisseur (43) possède un profil en deux parties, à
savoir une première partie (434) et une deuxième partie (435) reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison (430), chacune desdites première et deuxième parties (434, 435) possédant un profil biconvexe, et dans lequel la première zone de moindre épaisseur 15 (43) possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison (430). 12. Anode assembly (10) according to any one of claims 7 to 9, in in which the first zone of less thickness (43) has a profile in two parties to namely a first part (434) and a second part (435) connected between they at level of a link area (430), each of said first and second parts (434, 435) having a biconvex profile, and in which the first zone of lesser thickness 15 (43) has a smaller thickness at the level of said zone of link (430).
savoir une première partie (436) et une deuxième partie (437) reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison (430), chacune desdites première et deuxième parties (436, 437) possédant un profil sensiblement plat, et dans lequel la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur (43) possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison (430). 13. Anode assembly (10) according to any one of claims 7 to 9, in in which the first zone of less thickness (43) has a profile in two parties to namely a first part (436) and a second part (437) connected between they at level of a link area (430), each of said first and second parts (436, 437) having a substantially flat profile, and in which the first, respectively the second, zone of lesser thickness (43) has a lower thickness at the level of said connection zone (430).
savoir une première partie (438) et une deuxième partie (439) reliées entre elles au niveau d'une zone de liaison (430), chacune desdites première et deuxième parties (438, 439) possédant un profil plano-convexe, et dans lequel la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur (43) possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone de liaison (430). 14. Anode assembly (10) according to any one of claims 7 to 9, in in which the first zone of less thickness (43) has a profile in two parties to namely a first part (438) and a second part (439) connected between they at level of a link area (430), each of said first and second parts (438, 439) having a plano-convex profile, and in which the first, respectively the second, zone of lesser thickness (43) has a lower thickness at the level of said connection zone (430).
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