EP1678350A2 - Method and system for controlling addition of powdery materials to the bath of an electrolysis cell for the production of aluminium - Google Patents

Method and system for controlling addition of powdery materials to the bath of an electrolysis cell for the production of aluminium

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Publication number
EP1678350A2
EP1678350A2 EP04787471A EP04787471A EP1678350A2 EP 1678350 A2 EP1678350 A2 EP 1678350A2 EP 04787471 A EP04787471 A EP 04787471A EP 04787471 A EP04787471 A EP 04787471A EP 1678350 A2 EP1678350 A2 EP 1678350A2
Authority
EP
European Patent Office
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control method
actuator
determined
abnormal
bath
Prior art date
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Application number
EP04787471A
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German (de)
French (fr)
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EP1678350B1 (en
Inventor
Claude Ritter
Benoît SULMONT
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Rio Tinto France SAS
Original Assignee
Aluminium Pechiney SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Aluminium Pechiney SA filed Critical Aluminium Pechiney SA
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Publication of EP1678350A2 publication Critical patent/EP1678350A2/en
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Publication of EP1678350B1 publication Critical patent/EP1678350B1/en
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/14—Devices for feeding or crust breaking

Definitions

  • the invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult process. It relates more particularly to the control of the addition of pulverulent materials in an electrolyte bath of the electrolysis cells.
  • the objective of this stabilization is, in particular, to obtain a Faraday yield as high as possible and to avoid the effects of anodes caused by an alumina defect in the bath and the accumulation of alumina "sludge" at the tank bottom caused by an excess of alumina.
  • Alumina and bath compounds are generally introduced into the bath in powder form.
  • Several methods and devices are known for "supplying" electrolysis cells with powdery materials in an automatic and controlled manner.
  • the following patent applications in the name of Aluminum Pechiney, describe methods for regulating the addition of alumina, aluminum fluoride or other: FR 2,749,858 (corresponding to US patent 6,033,550), FR 2,581,660 (corresponding to US patent 4,654,129), FR 2,487,386 (corresponding to US patent 4,431,491), FR 2,620,738 ( corresponding to US Pat. No. 4,867,851) and FR 2,821,363.
  • the electrolysis cells are equipped with one or more distributors of pulverulent materials associated with a piercing device.
  • frozen alumina and electrolyte crust covering the surface of the bath during normal operation.
  • the piercing device generally comprises a jack and a pricker (or “plunger") fixed to the end of the rod of the jack.
  • the plunger is lowered by actuation of the cylinder and breaks the crust of alumina and solidified bath. This operation can be repeated several times and regularly so as to keep the powdery material introduction hole open.
  • Patent applications FR 1 457 746 (corresponding to patent GB 1 091 373) and FR 2 504 158 (corresponding to patent US 4435 255) and US patent 3 400 062 describe such devices.
  • the piercing device does not allow the introduction of the pulverulent material into the bath.
  • the hole is blocked by an alumina bread agglomerated with a solid bath, which hinders the "supply" of powdered baths to the bath.
  • the piercing device may also be defective. It has been proposed to take account of such operating anomalies by electrical measurements capable of detecting whether the plunger has actually come into contact with the electrolyte. For example, in patent application FR 2 483 965 (corresponding to US patent 4 377 452) in the name of Aluminum Pechiney, the contact between the electrolyte and the plunger is detected by an electrical measurement between the pricker and the cathode.
  • the subject of the invention is a method of controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one distributor of pulverulent materials and at least one device for piercing comprising an actuator and a pricker, said cell containing a liquid electrolyte bath and being conducted so as to form an alumina and solidified bath crust above the liquid electrolyte bath, process in which at least one forms an opening in said crust using the piercing device and powdery material is introduced through at least one opening according to a determined procedure for introducing additions, designated by the expression "normal feeding procedure", and characterized in that :
  • an electrical signal S is generated capable of causing the prick to descend using the actuator
  • the pulverulent materials are typically powder based on alumina (such as pure or fluorinated powdered alumina), powder of aluminum fluoride (A1F 3 ) or powder based on cryolite (called “bath powder ", which may optionally contain alumina and / or one or more other compounds).
  • Said feeding procedure may relate to the additions of several different pulverulent materials.
  • the invention also relates to a system for controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one distributor of pulverulent materials and at least one device.
  • piercing device comprising an actuator and a pricker, said cell containing a liquid electrolyte bath and being conducted so as to form an alumina and bath crust solidified above the liquid electrolyte bath, characterized in that it includes:
  • a means for generating an electrical signal S capable of causing, at a determined time t 0 , the descent of the pricker using the actuator
  • a device for measuring the moment t at which the pricker reaches a determined low position P - means for determining the value of at least one operating indicator of the feed F (t 0 , t) from the value of time t 0 and the value obtained for time t.
  • the Applicant has had the idea of using an operating indicator based on the movement of the pricker, and in particular on the travel time of the pricker between an initial position Po and a determined position P.
  • an operating indicator makes it possible to easily obtain a simple diagnosis on the functioning of the power supply at a given nozzle.
  • the method of the invention also makes it possible to maintain monitoring of the operation of the power supply even during anode effects. It is particularly easy to automate.
  • FIG. 1 illustrates a typical electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, seen in vertical section.
  • FIG. 2 represents a partial interior view of a typical electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, seen in vertical section.
  • FIG. 3 illustrates a system for controlling the addition of pulverulent materials according to the invention.
  • FIG. 4 illustrates the operation of the control method according to the invention.
  • Figures 5 and 6 illustrate the structure and operation of a drilling device capable of implementing the invention.
  • an electrolysis cell (1) for the production of aluminum by igneous electrolysis comprises a tank (12), anodes ( 2) and means for supplying pulverulent materials (20, 30).
  • the anodes (2) - typically prebaked anodes made of carbonaceous material - are supported by a rod (3) to an anode frame (9).
  • the electrolytic cell (12) comprises a metal box (8), typically made of steel, internal covering elements (13, 14) and a cathode assembly (5, 15).
  • the cathode assembly (5, 15) comprises connection bars (15), called cathode bars, to which are fixed the electrical conductors (16, 17) serving for the routing of the electrolysis current lo.
  • the coating elements (13, 14) and the cathode assembly (5, 15) form, inside the tank (12), a crucible capable of containing the electrolyte bath (7) and a sheet of liquid aluminum (6) when the cell is in operation.
  • electrolysis cells are generally arranged in line and electrically connected in series using connecting conductors (16, 17).
  • the cells are typically arranged to form two or more parallel lines.
  • the electrolysis current lo thus cascades from one cell to the next.
  • the anodes (2) are normally partially immersed in the liquid electrolyte bath (7) and the cells are conducted so as to form a crust of alumina and solidified bath (10) above the bath of electrolyte.
  • the electrolysis current lo flows through the electrolyte bath (7) via the anode frame (9), anode rods (3), anodes (2) and cathode elements (5, 15) .
  • the aluminum produced by the electrolysis of the alumina contained in the bath (7) is gradually deposited on the cathode assembly (5) and forms a sheet of liquid metal (6).
  • the normal feeding procedure typically involves the addition of predetermined amounts of pulverulent material, at a constant or variable rate.
  • the quantities, which are typically doses are generally determined from measurements on the cell, such as temperature measurements, electrical measurements, analyzes of the composition of the bath and / or measurements of the height of the liquid bath. .
  • alumina supplies so as to maintain the alumina concentration of the electrolyte within determined limits, typically between an upper limit and a lower limit.
  • Most of the known industrial processes use an indirect evaluation of the alumina content of the electrolyte bath using an electrical parameter representative of the alumina concentration of the electrolyte.
  • This parameter is generally an electrical resistance R which is determined from a measurement of the voltage U at the terminals of the electrolysis cell and of the intensity of the current lo which passes through it.
  • R electrical resistance
  • Patent applications FR 2 749 858 (corresponding to US patent 6 033 550), FR 2 581 660 (corresponding to US patent 4 654 129) and FR 2 487 386 (corresponding to US Patent 4,431,491) in the name of Aluminum Pechiney describe control methods using electrical resistance measurements. These methods use the measured values of the resistance R, and in particular the evolution of these values, to determine the rate of supply of alumina to be used at any time.
  • the procedure for introducing the additions determined may be any method of regulating the additions of pulverulent materials in the bath of an electrolysis cell, such as those described in the patents mentioned above.
  • the electrolysis cells (1) suitable for implementing the control method according to the invention comprise at least one distributor of powdery materials (20) and at least one piercing device (30) . These elements are generally attached to a superstructure (4).
  • the powder distributor (s) (20) typically comprise a hopper (21), intended to contain a reserve of pulverulent material, and a chute (22) fixed to the lower part of the hopper and intended to convey the pulverulent material to near an opening (11) in the crust (10).
  • Each piercing device (30) comprises an actuator (31) and a pricker (33) (also called a “plunger") fixed to the end of the rod (32) of the actuator.
  • the actuator (31) is typically a pneumatic actuator, such as a pneumatic cylinder.
  • a powder distributor can be associated with one or more specific stitching devices or, conversely, a stitching device can be associated with one or more specific powder distributors.
  • the electrolysis cells are frequently fitted with one or more devices grouping together a powdery material distributor and a stitching device; these devices are known under the name of pitting and feeding devices ("Crustbreaking and Feeding Device" in English).
  • the rod (32) of the actuator (31), and therefore the stitcher (33) has at least a first position, called “waiting position", and at least a second position, called “position of perforation ". Normally, the first position is a high position and the second position is a low position. Activation of the actuator (31) causes the rod (32) to descend or rise, and therefore the rod to pass from the first to the second position or vice versa.
  • the dimensions of the device are such that, when the rod is in the first position, the nozzle does not obstruct the flow of the pulverulent material leaving the chute (22) and, when the rod is in the second position, the nozzle (33) passes through the normal thickness of said crust (10), which makes it possible to form an opening (11) suitable for the introduction of pulverulent material into the electrolyte bath (7).
  • the actuator (31) is activated by a fluid supply (39), generally a compressed air supply, which is controlled by means of a valve (38), typically a valve.
  • the actuator (31) is connected to the supply (39) by at least one specific supply duct (35) which, typically divides in two near or at the level of the actuator so as to be able to cause the pricker to descend and rise.
  • the invention relates more specifically to controlling the introduction of said pulverulent materials into the electrolyte bath (7), which depends very particularly on the quality of the openings (11) in the solidified bath crust (10) and the operation of the piercing devices (30) used to form and maintain them.
  • the control method according to the invention can be used intermittently (it can, for example, only be used when the regulation is in a continuous regime).
  • an electrical signal S is generated capable of causing the descent of the pricker (33) using the actuator (31).
  • This signal is generated at a determined time t 0 compatible with the general regulation of the supply of pulverulent materials.
  • the signal S typically takes the form of a step (as illustrated in FIG. 4).
  • the pricker (33) is moved by the actuator (31) from an initial position Po to a final position Pf, normally passing through a determined position P, called the lower position, which may be different from the final position Pf (see Figures 4 to 6).
  • the time t at which the pricker reaches said determined position P is measured and the value of at least one operating indicator of the supply F is determined from the value of t 0 and that obtained for the moment t.
  • the electrical signal S can transmit the order of descent of the pricker by electrical, optical, pneumatic or other means, generally by means of a transmission means (34) which is illustrated diagrammatically in FIG. 3.
  • the determined low position P is typically the position at which the nozzle (33) comes into contact with the liquid electrolyte bath (7) or the lowest position allowed by the actuator (31). These positions normally correspond to said second position, that is to say the position of perforation.
  • the initial position Po of the pricker that is to say the position of the pricker (33) at the moment when the signal S of displacement of the prickler is generated, is typically said waiting position.
  • the position of the pricker (33) can be given relative to a determined reference point Yo.
  • the actuator (31) is activated using an electrical signal VG, which acts directly or indirectly on a valve (38), typically a solenoid valve.
  • the electrical signal V G contains the signal S intended to trigger the movement of the pricker.
  • the position of the breaker (33) is measured using at least one position detector (40, 40 '), which can be integrated into the drilling device (30).
  • the or each position detector (40, 40 ′) generates a signal SA representative of the position of the pricker (33) or of specific positions of the pricker (33).
  • the signal S A can be an electrical, optical or other signal. This signal is then used to determine the moment t at which the stitcher reaches the determined low position P.
  • the operation can be judged abnormal if the descent time D is found to be greater than a determined high threshold Sh in at least Nh successive determinations.
  • the number Nh is typically an integer inclusive between 1 and 10.
  • the operation can be judged abnormal if the descent duration is found to be greater than a determined threshold Sh 'in at least Nh' determinations on N, that is to say if the ratio Nh '/ ⁇ is greater than a given Rh value. It is then a "density" of anomalies, given by the ratio ⁇ h '/ ⁇ , which can be expressed as a percentage.
  • the operation can be judged abnormal if the descent duration is found to be less than a determined low threshold Sb in at least Nb successive determinations.
  • the number Nb is typically an integer inclusive between 1 and 10.
  • the operation can be considered abnormal if the moment t cannot be measured after a time T greater than a determined threshold Tmax.
  • the threshold Tmax is typically between 5 and 15 sec.
  • an operating indicator can be determined from a difference E between at least two values of duration D successive or separated by intermediate values.
  • Said deviation E can be calculated in different ways.
  • the difference E can be given by the algebraic difference between two values of duration D successive or separated by intermediate values.
  • the difference E can also be given by an average or statistical difference between at least three values of duration D successive or separated by intermediate values. Operation is typically considered abnormal when said deviation E is greater than a determined threshold Se.
  • Said regularization / standardization procedure typically comprises at least one automatic or manual intervention capable of correcting the operation of the drilling device (30).
  • Manual intervention typically includes maintenance operations.
  • the automatic intervention typically comprises successive tappings (that is to say a series of successive activations and brought together over time of the actuator (31)) or an increase in the pressure of the fluid injected into the actuator ( 31) or an adaptation of the pressure exerted by the actuator (31) to the value of the moment t (and more precisely to the duration of the descent D of the pricker (33)).
  • the electrolysis cell (1) comprises at least two piercing devices (30) each associated with a separate powder distributor (20) and the regularization / standardization procedure comprises a interruption, at least temporarily, of the supply by the distributor associated with the piercing device whose operation is deemed abnormal.
  • the corresponding supply of pulverulent materials is then advantageously distributed over the other distributor (s) of the cell.
  • control method may also comprise a modification of the normal feeding procedure.
  • the invention is advantageously implemented using a system (50) for controlling the supply of pulverulent materials comprising: - means (51) for generating an electrical signal S capable of causing, at an instant t 0 determined, the descent of the pricker (33) using the actuator (31), - a device (52) for measuring the moment t at which the pricker (33) reaches a determined low position P, a means (53), called “diagnostic means", for determining the value of at least one operating indicator of the supply F (t 0 , t) from the value of an instant t 0 and of the value obtained for the moment t.
  • the measuring device (52) typically comprises at least one position detector (40) capable of detecting said low position P.
  • the position detector (40) is advantageously capable of producing a signal SA at the moment t the pricker (33) reaches the determined low position P.
  • the device may optionally include, in addition, a converter (48) for generating a specific electrical signal V t from the signal SA-
  • the position detector (40) can be integrated into the drilling device (s) (30), in particular to their actuator (s) (31), that is to say that the or each drilling device (30) may include at least one position detector (40) capable of detecting at least said low position.
  • an actuator (31) capable of being used to implement the invention advantageously comprises at least one position detector (40) capable of detecting at least said low position P of the rod (32) of the actuator.
  • the actuator (31) of the or each drilling device (30) may comprise a jack provided with said position detector (40).
  • the detector (40) can be, for example, a limit switch.
  • the position detector (s) (40) can (can) be chosen from mechanical, electrical, optical or magnetic detectors and detectors comprising any combination of these means.
  • the measuring device (52) may include at least one complementary position detector (40 '), which can (can) be integrated (s) with the drilling device (s) (30).
  • a detector (40 ′) capable of detecting a waiting position Po of the rod (32) of the actuator.
  • Figures 5 and 6 illustrate actuators (31) capable of being used to implement the invention.
  • the actuators (31) are typically connected to a signal converter (41, 41 ') (such as a multimeter), and a signal carrier (45, 45') (such as an electric cable, an electromagnetic wave or an optical beam) intended to transmit by means of diagnostic (53) information on the position of the pricker (33), possibly via a converter (48) capable of generating the signal Vt.
  • a signal converter 41, 41 '
  • a signal carrier 45, 45'
  • the actuator (31) comprises a continuous position detector (40).
  • This detector may comprise, for example, a resistor (42), a first friction contact (43) (typically fixed to the body of the actuator (37)), a second friction contact (44) (typically fixed to the rod (32 ) or to the piston (36) of the actuator) and a multimeter (41).
  • the actuator (31) comprises two discontinuous position detectors (40, 40 '), capable of detecting specific positions of the rod (32) of the actuator, and therefore of the pricker ( 33).
  • each position detector (40, 40 ') may have a separate electromechanical system.
  • Each system comprises a rod (46, 46 ') and an opening contact (47, 47') actuated by the passage of the piston (36) at the interior of the rods.
  • the diagnostic means (53) can be, for example, a computer or a comparator C. As illustrated in FIG. 3, the means (53) typically uses the signal S A or V t containing the information on the moment t generated by the position detector and the signal V G containing the signal S associated with time t 0 .
  • the control system (50) typically comprises a regulator (54), which can be integrated into the general regulation system of the electrolysis cell (1), which is not illustrated.
  • the electrical signal generator (51) is normally controlled by the regulator (54).
  • the regulator (54) advantageously comprises specific means for implementing automatic interventions intended to correct the operation of a piercing device (30) when an operation indicator F (to, t) reveals an abnormal operation of the food.
  • the regulator (54) may have a computer control program automatic interventions (this program can, for example, generate a series of successive activation signals and brought closer in time to the actuator (31), in order to cause successive tappings).
  • the regulator (54) may also include means for controlling the fluid pressure injected into the actuator (s) (31) of the drilling device (s) (30), in order to implement an automatic intervention comprising a modification of said pressure.
  • the method and system of the invention can be used to detect abnormal operation of an electrolysis cell or a series of electrolysis cells.
  • the invention makes it possible to ensure greater reliability of the supply of pulverulent materials to the electrolysis cells.

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Abstract

The invention relates to a method for controlling the provision of powdery materials to an electrolysis cell used to produce aluminium by fused-salt electrolysis and provided with at least one distributor for powdery materials and at least one piercing device (30) comprising an actuator (31) and a hammer chipper (33) wherein at least one opening is formed in the crust of the solidified bath with the aid of the piercing device and the powdery material is introduced via at least one opening according to a normal supply method wherein, at a given moment to, an electric signal is generated in order to cause the hammer chipper to descend with the aid of the actuator (31) and the moment t, when the hammer chipper assumes a given low position, is measured, the value of at least one operational indicator for supply F is calculated from the value of the value to and the value obtained for moment t, abnormal or normal operation is determined from at least one operational criterion and the value of the operational indicator(s); if operation is not deemed to be abnormal, the normal supply procedure is maintained; if the operation is deemed to be abnormal, at least one corrective procedure (regularization, normalization) is initiated in order to bring the supply of powdery material into line with normal operation. The inventive method can be automated easily and enables operation of the supply to be monitored even during anode effects.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE CONTROLE DES AJOUTS DE MATIERES PULVERULENTES DANS LE BAIN D'UNE CELLULE D'ELECTROLYSE DESTINEE A LA PRODUCTION D'ALUMINIUM METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE ADDITION OF POWDERY MATERIALS IN THE BATH OF AN ELECTROLYSIS CELL INTENDED FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM
Domaine de l'inventionField of the invention
L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement le contrôle des ajouts de matières pulvérulentes dans un bain d'électrolyte des cellules d'électrolyse.The invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult process. It relates more particularly to the control of the addition of pulverulent materials in an electrolyte bath of the electrolysis cells.
Etat de la techniqueState of the art
Le fonctionnement d'une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée d'alumine dissoute dans un bain à base de cryolithe entraîne une évolution permanente de la composition du bain. D'une part, l'alumine est consommée par les réactions d'électrolyse et, d'autre part, la quantité et la composition du bain sont progressivement modifiées par des mécanismes secondaires, tels que l'absorption de constituants de la cryolithe par les parois de la cellule ou la décomposition des constituants fluorés par les effets d'anode. Il est par conséquent nécessaire d'ajouter régulièrement de l'alumine et des composés de bain, tels que de la cryolitheThe operation of an aluminum production cell by igneous electrolysis of alumina dissolved in a cryolite-based bath results in a permanent change in the composition of the bath. On the one hand, alumina is consumed by electrolysis reactions and, on the other hand, the quantity and composition of the bath are gradually modified by secondary mechanisms, such as the absorption of constituents of the cryolite by the cell walls or the breakdown of fluorinated constituents by the effects of anode. It is therefore necessary to regularly add alumina and bath compounds, such as cryolite
(Na3AlF6) ou du fluorure d'aluminium (A1F3), afin de stabiliser les paramètres de fonctionnement de la cellule. L'objectif de cette stabilisation est, notamment, d'obtenir un rendement Faraday aussi élevé possible et d'éviter les effets d'anodes provoqués par un défaut d'alumine dans le bain et l'accumulation de "boues" d'alumine au fond des cuves provoquée par un excès d'alumine.(Na 3 AlF 6 ) or aluminum fluoride (A1F 3 ), in order to stabilize the operating parameters of the cell. The objective of this stabilization is, in particular, to obtain a Faraday yield as high as possible and to avoid the effects of anodes caused by an alumina defect in the bath and the accumulation of alumina "sludge" at the tank bottom caused by an excess of alumina.
L'alumine et les composés de bain sont généralement introduits dans le bain sous forme de poudre. On connaît plusieurs procédés et dispositifs pour "alimenter" des cellules d'électrolyse en matières pulvérulentes de manière automatique et régulée. Par exemple, les demandes de brevet suivantes, au nom d'Aluminium Pechiney, décrivent des procédés de régulation des ajouts d'alumine, de fluorure d'aluminium ou autre : FR 2 749 858 (correspondant au brevet US 6 033 550), FR 2 581 660 (correspondant au brevet US 4 654 129), FR 2 487 386 (correspondant au brevet US 4 431 491), FR 2 620 738 (correspondant au brevet US 4 867 851) et FR 2 821 363. Afin de pouvoir introduire la matière pulvérulente dans le bain d'électrolyte, on équipe les cellules d'électrolyse d'un ou plusieurs distributeurs de matières pulvérulentes associés à un dispositif de perçage de la croûte d'alumine et d'électrolyte figé qui recouvre la surface du bain en fonctionnement normal. Le dispositif de perçage comporte généralement un vérin et un piqueur (ou "plongeur") fixé à l'extrémité de la tige du vérin. Le plongeur est abaissé par activation du vérin et brise la croûte d'alumine et de bain solidifié. Cette opération peut être répétée plusieurs fois et de manière régulière de manière à maintenir ouvert le trou d'introduction de matières pulvérulentes. Les demandes de brevet FR 1 457 746 (correspondant au brevet GB 1 091 373) et FR 2 504 158 (correspondant au brevet US 4435 255) et le brevet US 3 400 062 décrivent de tels dispositifs.Alumina and bath compounds are generally introduced into the bath in powder form. Several methods and devices are known for "supplying" electrolysis cells with powdery materials in an automatic and controlled manner. For example, the following patent applications, in the name of Aluminum Pechiney, describe methods for regulating the addition of alumina, aluminum fluoride or other: FR 2,749,858 (corresponding to US patent 6,033,550), FR 2,581,660 (corresponding to US patent 4,654,129), FR 2,487,386 (corresponding to US patent 4,431,491), FR 2,620,738 ( corresponding to US Pat. No. 4,867,851) and FR 2,821,363. In order to be able to introduce the pulverulent material into the electrolyte bath, the electrolysis cells are equipped with one or more distributors of pulverulent materials associated with a piercing device. frozen alumina and electrolyte crust covering the surface of the bath during normal operation. The piercing device generally comprises a jack and a pricker (or "plunger") fixed to the end of the rod of the jack. The plunger is lowered by actuation of the cylinder and breaks the crust of alumina and solidified bath. This operation can be repeated several times and regularly so as to keep the powdery material introduction hole open. Patent applications FR 1 457 746 (corresponding to patent GB 1 091 373) and FR 2 504 158 (corresponding to patent US 4435 255) and US patent 3 400 062 describe such devices.
Toutefois, dans certaines conditions, le dispositif de perçage ne permet pas d'assurer l'introduction de la matière pulvérulente dans le bain. En particulier, il arrive que le trou soit bouché par un pain d'alumine agglomérée avec du bain solide, ce qui entrave l' "alimentation" du bain en matières pulvérulentes. Le dispositif de perçage peut également être défectueux. Il a été proposé de prendre en compte de telles anomalies de fonctionnement par des mesures électriques aptes à détecter si le plongeur est effectivement entré en contact avec l'électrolyte. Par exemple, dans la demande de brevet FR 2 483 965 (correspondant au brevet US 4 377 452) au nom d'Aluminium Pechiney, le contact entre l'électrolyte et le plongeur est détecté par une mesure électrique entre le piqueur et la cathode. Si, à l'expiration d'un laps de temps prédéterminé, il n'y a pas eu détection d'un contact avec l'électrolyte, le système donne, par exemple, un ordre de remontée du plongeur ou d'arrêt de l'alimentation. Cette méthode présente l'inconvénient d'être sensible aux fluctuations de tension de la cellule, notamment lors des effets d'anode. Le brevet américain US 4 563 255 au nom de Swiss Aluminium décrit une solution similaire, mais plus complexe, qui utilise des mesures d'impédance. La demanderesse a cherché des moyens pour détecter et prendre en compte les anomalies de fonctionnement de l'alimentation en matières pulvérulentes d'une cellule d'électrolyse qui ne dépendent pas de mesures électriques effectuées directement sur la cellule.However, under certain conditions, the piercing device does not allow the introduction of the pulverulent material into the bath. In particular, it sometimes happens that the hole is blocked by an alumina bread agglomerated with a solid bath, which hinders the "supply" of powdered baths to the bath. The piercing device may also be defective. It has been proposed to take account of such operating anomalies by electrical measurements capable of detecting whether the plunger has actually come into contact with the electrolyte. For example, in patent application FR 2 483 965 (corresponding to US patent 4 377 452) in the name of Aluminum Pechiney, the contact between the electrolyte and the plunger is detected by an electrical measurement between the pricker and the cathode. If, at the expiration of a predetermined period of time, there has been no detection of contact with the electrolyte, the system gives, for example, an order to raise the plunger or stop the 'food. This method has the disadvantage of being sensitive to fluctuations in cell voltage, especially during anode effects. The US patent US 4,563,255 in the name of Swiss Aluminum describes a similar, but more complex solution, which uses impedance measurements. The Applicant has sought means to detect and take into account operating anomalies in the supply of pulverulent materials to an electrolysis cell which do not depend on electrical measurements carried out directly on the cell.
Description de l'inventionDescription of the invention
L'invention a pour objet un procédé de contrôle des ajouts de matières pulvérulentes dans une cellule d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée et munie d'au moins un distributeur de matières pulvérulentes et d'au moins un dispositif de perçage comportant un actionneur et un piqueur, ladite cellule contenant un bain d'électrolyte liquide et étant conduite de manière à former une croûte d'alumine et de bain solidifié au-dessus du bain d'électrolyte liquide, procédé dans lequel on forme au moins une ouverture dans ladite croûte à l'aide du dispositif de perçage et on introduit de la matière pulvérulente par au moins une ouverture suivant une procédure d'introduction des ajouts déterminée, désignée par l'expression "procédure d'alimentation normale", et caractérisé en ce que :The subject of the invention is a method of controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one distributor of pulverulent materials and at least one device for piercing comprising an actuator and a pricker, said cell containing a liquid electrolyte bath and being conducted so as to form an alumina and solidified bath crust above the liquid electrolyte bath, process in which at least one forms an opening in said crust using the piercing device and powdery material is introduced through at least one opening according to a determined procedure for introducing additions, designated by the expression "normal feeding procedure", and characterized in that :
- à un instant t0 déterminé, on génère un signal électrique S apte à provoquer la descente du piqueur à l'aide de l'actionneur,- at a given time t 0 , an electrical signal S is generated capable of causing the prick to descend using the actuator,
- on mesure le moment t auquel le piqueur atteint une position basse P déterminée,- the moment t is measured at which the pricker reaches a determined low position P,
- on détermine la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation en matières pulvérulentes donné par une fonction F(t0, t),the value of at least one operating indicator of the supply of pulverulent materials given by a function F (t 0 , t) is determined,
- on détermine si le fonctionnement est anormal à partir d'au moins un critère de fonctionnement et de la valeur du ou des indicateurs de fonctionnement F,- it is determined whether the operation is abnormal from at least one operating criterion and from the value of the operating indicator or indicators F,
- si le fonctionnement n'est pas jugé anormal, on maintient la procédure d'alimentation normale,- if the operation is not considered abnormal, the normal feeding procedure is maintained,
- si le fonctionnement est jugé anormal, on enclenche au moins une procédure rectificative, dite "de régularisation/normalisation", susceptible de ramener l'alimentation en matières pulvérulentes dans un fonctionnement normal. Les matières pulvérulentes sont typiquement de la poudre à base d'alumine (telle que de l'alumine pulvérulente pure ou fluorée), de la poudre de fluorure d'aluminium (A1F3) ou de la poudre à base de cryolithe (appelée "bain en poudre", qui peut éventuellement contenir de l'alumine et/ou un ou plusieurs autres composés).- if the operation is deemed abnormal, at least one corrective procedure, called "regularization / normalization", is initiated, capable of bringing the supply of pulverulent materials back into normal operation. The pulverulent materials are typically powder based on alumina (such as pure or fluorinated powdered alumina), powder of aluminum fluoride (A1F 3 ) or powder based on cryolite (called "bath powder ", which may optionally contain alumina and / or one or more other compounds).
Ladite procédure d'alimentation peut porter sur les ajouts de plusieurs matières pulvérulentes différentes.Said feeding procedure may relate to the additions of several different pulverulent materials.
L'invention a également pour objet un système de contrôle des ajouts de matières pulvérulentes dans une cellule d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée et munie d'au moins un distributeur de matières pulvérulentes et d'au moins un dispositif de perçage comportant un actionneur et un piqueur, ladite cellule contenant un bain d'électrolyte liquide et étant conduite de manière à former une croûte d'alumine et de bain solidifié au-dessus du bain d'électrolyte liquide, caractérisé en ce qu'il comporte :The invention also relates to a system for controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one distributor of pulverulent materials and at least one device. piercing device comprising an actuator and a pricker, said cell containing a liquid electrolyte bath and being conducted so as to form an alumina and bath crust solidified above the liquid electrolyte bath, characterized in that it includes:
- un moyen pour générer un signal électrique S apte à provoquer, à un instant t0 déterminé, la descente du piqueur à l'aide de l'actionneur,a means for generating an electrical signal S capable of causing, at a determined time t 0 , the descent of the pricker using the actuator,
- un dispositif pour mesurer le moment t auquel le piqueur atteint une position basse P déterminée, - un moyen pour déterminer la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation F(t0, t) à partir de la valeur de l'instant t0 et de la valeur obtenue pour le moment t.- a device for measuring the moment t at which the pricker reaches a determined low position P, - means for determining the value of at least one operating indicator of the feed F (t 0 , t) from the value of time t 0 and the value obtained for time t.
La demanderesse a eu l'idée d'utiliser un indicateur de fonctionnement fondé sur le mouvement du piqueur, et en particulier sur le temps de parcours du piqueur entre une position initiale Po et une position déterminée P. Un tel indicateur permet d'obtenir aisément un diagnostic simple sur le fonctionnement de l'alimentation au niveau d'un piqueur donné. Le procédé de l'invention permet en outre de maintenir la surveillance du fonctionnement de l'alimentation même durant des effets d'anodes. Il est particulièrement facile à automatiser.The Applicant has had the idea of using an operating indicator based on the movement of the pricker, and in particular on the travel time of the pricker between an initial position Po and a determined position P. Such an indicator makes it possible to easily obtain a simple diagnosis on the functioning of the power supply at a given nozzle. The method of the invention also makes it possible to maintain monitoring of the operation of the power supply even during anode effects. It is particularly easy to automate.
L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide des figures annexées. La figure 1 illustre une cellule d'électrolyse typique destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée, vue en section verticale.The invention is described in detail below using the attached figures. FIG. 1 illustrates a typical electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, seen in vertical section.
La figure 2 représente une vue intérieure partielle d'une cellule d'électrolyse typique destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée, vue en section verticale.FIG. 2 represents a partial interior view of a typical electrolysis cell intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, seen in vertical section.
La figure 3 illustre un système de contrôle des ajouts de matières pulvérulentes selon l'invention.FIG. 3 illustrates a system for controlling the addition of pulverulent materials according to the invention.
La figure 4 illustre le fonctionnement du procédé de contrôle selon l'invention.FIG. 4 illustrates the operation of the control method according to the invention.
Les figures 5 et 6 illustrent la structure et le fonctionnement d'un dispositif de perçage apte à mettre en œuvre l'invention.Figures 5 and 6 illustrate the structure and operation of a drilling device capable of implementing the invention.
Tel qu'illustré à la figure 1, une cellule d'électrolyse (1) pour la production d'aluminium par électrolyse ignée, c'est-à-dire par électrolyse en sel fondu, comprend une cuve (12), des anodes (2) et des moyens d'alimentation en matières pulvérulentes (20, 30). Les anodes (2) - typiquement des anodes précuites en matériau carboné - sont supportées par une tige (3) à un cadre anodique (9). La cuve d'électrolyse (12) comprend un caisson métallique (8), typiquement en acier, des éléments de revêtement intérieur (13, 14) et un ensemble cathodique (5, 15). L'ensemble cathodique (5, 15) comprend des barres de raccordement (15), appelées barres cathodiques, auxquelles sont fixés les conducteurs électriques (16, 17) servant à l'acheminement du courant d'électrolyse lo. Les éléments de revêtement (13, 14) et l'ensemble cathodique (5, 15) forment, à l'intérieur de la cuve (12), un creuset apte à contenir le bain d'électrolyte (7) et une nappe d'aluminium liquide (6) lorsque la cellule est en fonctionnement.As illustrated in FIG. 1, an electrolysis cell (1) for the production of aluminum by igneous electrolysis, that is to say by electrolysis in molten salt, comprises a tank (12), anodes ( 2) and means for supplying pulverulent materials (20, 30). The anodes (2) - typically prebaked anodes made of carbonaceous material - are supported by a rod (3) to an anode frame (9). The electrolytic cell (12) comprises a metal box (8), typically made of steel, internal covering elements (13, 14) and a cathode assembly (5, 15). The cathode assembly (5, 15) comprises connection bars (15), called cathode bars, to which are fixed the electrical conductors (16, 17) serving for the routing of the electrolysis current lo. The coating elements (13, 14) and the cathode assembly (5, 15) form, inside the tank (12), a crucible capable of containing the electrolyte bath (7) and a sheet of liquid aluminum (6) when the cell is in operation.
Plusieurs cellules d'électrolyse sont généralement disposées en ligne et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison (16, 17). Les cellules sont typiquement disposées de manière à former deux ou plusieurs files parallèles. Le courant d'électrolyse lo passe ainsi en cascade d'une cellule à la suivante.Several electrolysis cells are generally arranged in line and electrically connected in series using connecting conductors (16, 17). The cells are typically arranged to form two or more parallel lines. The electrolysis current lo thus cascades from one cell to the next.
En fonctionnement, les anodes (2) sont normalement partiellement immergées dans le bain d'électrolyte liquide (7) et les cellules sont conduites de manière à former une croûte d'alumine et de bain solidifié (10) au-dessus du bain d'électrolyte. Le courant d'électrolyse lo transite dans le bain d'électrolyte (7) par l'intermédiaire du cadre anodique (9), des tiges d'anode (3), des anodes (2) et des éléments cathodiques (5, 15). En général, l'aluminium produit par l'électrolyse de l'alumine contenue dans le bain (7) se dépose progressivement sur l'ensemble cathodique (5) et forme une nappe de métal liquide (6).In operation, the anodes (2) are normally partially immersed in the liquid electrolyte bath (7) and the cells are conducted so as to form a crust of alumina and solidified bath (10) above the bath of electrolyte. The electrolysis current lo flows through the electrolyte bath (7) via the anode frame (9), anode rods (3), anodes (2) and cathode elements (5, 15) . In general, the aluminum produced by the electrolysis of the alumina contained in the bath (7) is gradually deposited on the cathode assembly (5) and forms a sheet of liquid metal (6).
La procédure d'alimentation normale comporte typiquement l'ajout de quantités déterminées de matières pulvérulentes, à un rythme constant ou variable. Les quantités, qui sont typiquement des doses, sont en générales déterminées à partir de mesures sur la cellule, telles que des mesures de température, des mesures électriques, des analyses de la composition du bain et/ou des mesures de la hauteur de bain liquide.The normal feeding procedure typically involves the addition of predetermined amounts of pulverulent material, at a constant or variable rate. The quantities, which are typically doses, are generally determined from measurements on the cell, such as temperature measurements, electrical measurements, analyzes of the composition of the bath and / or measurements of the height of the liquid bath. .
On cherche généralement à contrôler les apports en alumine de manière à maintenir la concentration en alumine de l'électrolyte dans des limites déterminées, typiquement entre une limite supérieure et une limite inférieure. La plupart des procédés industriels connus ont recours à une évaluation indirecte de la teneur en alumine du bain d'électrolyte à l'aide d'un paramètre électrique représentatif de la concentration en alumine de l'électrolyte. Ce paramètre est généralement une résistance électrique R qui est déterminée à partir d'une mesure de la tension U aux bornes de la cellule d'électrolyse et de l'intensité du courant lo qui la traverse. Par étalonnage on peut tracer une courbe de référence de la variation de R en fonction de la teneur en alumine et par mesure de R (à fréquence déterminée selon des méthodes bien connues) on peut connaître à tout moment la concentration d'alumine. Les demandes de brevet FR 2 749 858 (correspondant au brevet US 6 033 550), FR 2 581 660 (correspondant au brevet US 4 654 129) et FR 2 487 386 (correspondant au brevet US 4 431 491) au nom d'Aluminium Pechiney décrivent des procédés de régulation utilisant des mesures de résistance électrique. Ces procédés utilisent les valeurs mesurées de la résistance R, et notamment l'évolution de ces valeurs, pour déterminer le taux d'alimentation en alumine à utiliser à tout moment.It is generally sought to control the alumina supplies so as to maintain the alumina concentration of the electrolyte within determined limits, typically between an upper limit and a lower limit. Most of the known industrial processes use an indirect evaluation of the alumina content of the electrolyte bath using an electrical parameter representative of the alumina concentration of the electrolyte. This parameter is generally an electrical resistance R which is determined from a measurement of the voltage U at the terminals of the electrolysis cell and of the intensity of the current lo which passes through it. By calibration, it is possible to draw a reference curve of the variation of R as a function of the alumina content and by measurement of R (at a frequency determined according to well known methods), the concentration of alumina can be known at any time. Patent applications FR 2 749 858 (corresponding to US patent 6 033 550), FR 2 581 660 (corresponding to US patent 4 654 129) and FR 2 487 386 (corresponding to US Patent 4,431,491) in the name of Aluminum Pechiney describe control methods using electrical resistance measurements. These methods use the measured values of the resistance R, and in particular the evolution of these values, to determine the rate of supply of alumina to be used at any time.
En général, on cherche également à contrôler les apports en poudre de bain, en fluorure d'aluminium ou en tout autre composé, de manière à maintenir une quantité de bain déterminée et des propriétés physiques, chimiques et électrochimiques spécifiques (telles que la température de fusion et l'acidité) dans des limites déterminées. La plupart des procédés industriels connus pour le contrôle du bain ont recours à des mesures de température du bain et/ou à un bilan des ajouts antérieurs de bain et de fluorure d'aluminium. Les demandes de brevet FR 2 821 363 et FR 2 487 386 (correspondant au brevet US 4 431 491) au nom d'Aluminium Pechiney décrivent des procédés de régulation utilisant de telles mesures.In general, it is also sought to control the contributions of bath powder, aluminum fluoride or any other compound, so as to maintain a determined quantity of bath and specific physical, chemical and electrochemical properties (such as the temperature of fusion and acidity) within specified limits. Most known industrial processes for bath control use bath temperature measurements and / or a balance of previous bath and aluminum fluoride additions. Patent applications FR 2 821 363 and FR 2 487 386 (corresponding to US patent 4 431 491) in the name of Aluminum Pechiney describe regulatory methods using such measures.
Dans le cadre de l'invention, la procédure d'introduction des ajouts déterminée peut être tout procédé de régulation des ajouts de matières pulvérulentes dans le bain d'une cellule d'électrolyse, tel que ceux décrits dans les brevets mentionnés ci-dessus.In the context of the invention, the procedure for introducing the additions determined may be any method of regulating the additions of pulverulent materials in the bath of an electrolysis cell, such as those described in the patents mentioned above.
En référence à la figure 2, les cellules d'électrolyse (1) aptes à la mise en œuvre du procédé de contrôle selon l'invention comportent au moins un distributeur de matières pulvérulentes (20) et au moins un dispositif de perçage (30). Ces éléments sont généralement fixés à une superstructure (4).With reference to FIG. 2, the electrolysis cells (1) suitable for implementing the control method according to the invention comprise at least one distributor of powdery materials (20) and at least one piercing device (30) . These elements are generally attached to a superstructure (4).
Le ou les distributeurs de matières pulvérulentes (20) comportent typiquement une trémie (21), destinée à contenir une réserve de matière pulvérulente, et une goulotte (22) fixée à la partie inférieure de la trémie et destinée à acheminer la matière pulvérulente jusqu'à proximité d'une ouverture (11) dans la croûte (10).The powder distributor (s) (20) typically comprise a hopper (21), intended to contain a reserve of pulverulent material, and a chute (22) fixed to the lower part of the hopper and intended to convey the pulverulent material to near an opening (11) in the crust (10).
Chaque dispositif de perçage (30) comporte un actionneur (31) et un piqueur (33) (également appelé "plongeur") fixé à l'extrémité de la tige (32) de l'actionneur. L'actionneur (31) est typiquement un actionneur pneumatique, tel qu'un vérin pneumatique.Each piercing device (30) comprises an actuator (31) and a pricker (33) (also called a "plunger") fixed to the end of the rod (32) of the actuator. The actuator (31) is typically a pneumatic actuator, such as a pneumatic cylinder.
Un distributeur de matières pulvérulentes peut être associé à un ou plusieurs dispositifs de piquage déterminés ou, inversement, un dispositif de piquage peut être associé à un ou plusieurs distributeurs de matières pulvérulentes déterminés. Les cellules d'électrolyse sont fréquemment munies d'un ou plusieurs dispositifs regroupant un distributeur de matières pulvérulentes et un dispositif de piquage ; ces dispositifs sont connus sous le nom de dispositifs de piquage et d'alimentation ("Crustbreaking and Feeding Device" en anglais).A powder distributor can be associated with one or more specific stitching devices or, conversely, a stitching device can be associated with one or more specific powder distributors. The electrolysis cells are frequently fitted with one or more devices grouping together a powdery material distributor and a stitching device; these devices are known under the name of pitting and feeding devices ("Crustbreaking and Feeding Device" in English).
En fonctionnement normal, au moins une ouverture (11) est formée (ou éventuellement maintenue ouverte) dans ladite croûte (10), entre les anodes (2), à l'aide du ou des dispositifs de perçage (30) et de la matière pulvérulente est introduite dans le bain d'électrolyte (7) par l'ouverture (11) (ou par au moins une ouverture lorsqu'il y en a plusieurs). Dans ce but, la tige (32) de l'actionneur (31), et donc le piqueur (33), possède au moins une première position, dite "position d'attente", et au moins une deuxième position, dite "position de perforation". Normalement, la première position est une position haute et la deuxième position une position basse. L'activation de l'actionneur (31) provoque la descente ou la remontée de la tige (32), et donc le passage de la tige de la première à la deuxième position ou inversement. Les dimensions du dispositif sont telles que, lorsque la tige est dans la première position, le piqueur n'entrave pas l'écoulement de la matière pulvérulente sortant de la goulotte (22) et, lorsque la tige est dans la deuxième position, le piqueur (33) traverse l'épaisseur normale de ladite croûte (10), ce qui permet de former une ouverture (11) apte à l'introduction de matière pulvérulente dans le bain d'électrolyte (7).In normal operation, at least one opening (11) is formed (or possibly kept open) in said crust (10), between the anodes (2), using the piercing device (s) (30) and the material powder is introduced into the electrolyte bath (7) through the opening (11) (or through at least one opening when there are several). For this purpose, the rod (32) of the actuator (31), and therefore the stitcher (33), has at least a first position, called "waiting position", and at least a second position, called "position of perforation ". Normally, the first position is a high position and the second position is a low position. Activation of the actuator (31) causes the rod (32) to descend or rise, and therefore the rod to pass from the first to the second position or vice versa. The dimensions of the device are such that, when the rod is in the first position, the nozzle does not obstruct the flow of the pulverulent material leaving the chute (22) and, when the rod is in the second position, the nozzle (33) passes through the normal thickness of said crust (10), which makes it possible to form an opening (11) suitable for the introduction of pulverulent material into the electrolyte bath (7).
Tel qu'illustré à la figure 3, l'actionneur (31) est activé par une alimentation en fluide (39), généralement une alimentation en air comprimé, qui est contrôlée à l'aide d'une vanne (38), typiquement une électrovanne. L'actionneur (31) est raccordé à l'alimentation (39) par au moins un conduit d'alimentation spécifique (35) qui, typiquement, se divise en deux à proximité ou au niveau de l'actionneur de manière à pouvoir provoquer la descente et la remontée du piqueur.As illustrated in FIG. 3, the actuator (31) is activated by a fluid supply (39), generally a compressed air supply, which is controlled by means of a valve (38), typically a valve. The actuator (31) is connected to the supply (39) by at least one specific supply duct (35) which, typically divides in two near or at the level of the actuator so as to be able to cause the pricker to descend and rise.
Dans le cadre des procédés d'alimentation en matières pulvérulentes de cellules d'électrolyse, l'invention concerne plus spécifiquement le contrôle de l'introduction desdites matières pulvérulentes dans le bain d'électrolyte (7), qui dépend tout particulièrement de la qualité des ouvertures (11) dans la croûte de bain solidifié (10) et du fonctionnement des dispositifs de perçage (30) utilisés pour les former et les maintenir. Le procédé de contrôle selon l'invention peut être utilisé de manière intermittente (il peut, par exemple, n'être utilisé que lorsque la régulation est dans un régime continu).In the context of methods for supplying powdered materials to electrolytic cells, the invention relates more specifically to controlling the introduction of said pulverulent materials into the electrolyte bath (7), which depends very particularly on the quality of the openings (11) in the solidified bath crust (10) and the operation of the piercing devices (30) used to form and maintain them. The control method according to the invention can be used intermittently (it can, for example, only be used when the regulation is in a continuous regime).
Selon l'invention, dont le fonctionnement est illustré à la figure 4, on génère un signal électrique S apte à provoquer la descente du piqueur (33) à l'aide de l'actionneur (31). Ce signal est généré à un instant t0 déterminé compatible avec la régulation générale de l'alimentation en matières pulvérulentes. Le signal S prend typiquement la forme d'une marche (tel qu'illustré à la figure 4). En réaction à ce signal, le piqueur (33) est déplacé par l'actionneur (31) d'une position initiale Po à une position finale Pf, en passant normalement par une position déterminée P, dite position basse, qui peut être différente de la position finale Pf (voir les figures 4 à 6). Selon l'invention, on mesure le moment t auquel le piqueur atteint ladite position P déterminée et on détermine la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation F à partir de la valeur de t0 et de celle obtenue pour le moment t.According to the invention, the operation of which is illustrated in FIG. 4, an electrical signal S is generated capable of causing the descent of the pricker (33) using the actuator (31). This signal is generated at a determined time t 0 compatible with the general regulation of the supply of pulverulent materials. The signal S typically takes the form of a step (as illustrated in FIG. 4). In response to this signal, the pricker (33) is moved by the actuator (31) from an initial position Po to a final position Pf, normally passing through a determined position P, called the lower position, which may be different from the final position Pf (see Figures 4 to 6). According to the invention, the time t at which the pricker reaches said determined position P is measured and the value of at least one operating indicator of the supply F is determined from the value of t 0 and that obtained for the moment t.
Le signal électrique S peut transmettre l'ordre de descente du piqueur par voie électrique, optique, pneumatique ou autre, généralement par l'intermédiaire d'un moyen de transmission (34) qui est illustré de manière schématique à la figure 3.The electrical signal S can transmit the order of descent of the pricker by electrical, optical, pneumatic or other means, generally by means of a transmission means (34) which is illustrated diagrammatically in FIG. 3.
La position basse déterminée P est typiquement la position à laquelle le piqueur (33) entre en contact avec le bain d'électrolyte liquide (7) ou la position la plus basse permise par l'actionneur (31). Ces positions correspondent normalement à ladite deuxième position, c'est-à-dire la position de perforation. La position initiale Po du piqueur, c'est-à-dire la position du piqueur (33) au moment où l'on génère le signal S de déplacement du piqueur, est typiquement ladite position d'attente.The determined low position P is typically the position at which the nozzle (33) comes into contact with the liquid electrolyte bath (7) or the lowest position allowed by the actuator (31). These positions normally correspond to said second position, that is to say the position of perforation. The initial position Po of the pricker, that is to say the position of the pricker (33) at the moment when the signal S of displacement of the prickler is generated, is typically said waiting position.
La position du piqueur (33) peut être donnée par rapport à un point de référence déterminé Yo.The position of the pricker (33) can be given relative to a determined reference point Yo.
Tel qu'illustré aux figures 3 et 4, l'actionneur (31) est activé à l'aide d'un signal électrique VG, qui agit directement ou indirectement sur une vanne (38), typiquement une électrovanne. Le signal électrique VG contient le signal S destiné à déclencher le déplacement du piqueur. La position du piqueur (33) est mesurée à l'aide d'au moins un détecteur de position (40, 40'), qui peut être intégré au dispositif de perçage (30). Le ou chaque détecteur de position (40, 40') génère un signal SA représentatif de la position du piqueur (33) ou de positions spécifiques du piqueur (33). Le signal SA peut être un signal électrique, optique ou autre. Ce signal est ensuite utilisé pour déterminer le moment t auquel le piqueur atteint la position basse déterminée P.As illustrated in FIGS. 3 and 4, the actuator (31) is activated using an electrical signal VG, which acts directly or indirectly on a valve (38), typically a solenoid valve. The electrical signal V G contains the signal S intended to trigger the movement of the pricker. The position of the breaker (33) is measured using at least one position detector (40, 40 '), which can be integrated into the drilling device (30). The or each position detector (40, 40 ′) generates a signal SA representative of the position of the pricker (33) or of specific positions of the pricker (33). The signal S A can be an electrical, optical or other signal. This signal is then used to determine the moment t at which the stitcher reaches the determined low position P.
Un indicateur de fonctionnement F peut être donné simplement par une fonction de la différence, appelée "durée de descente" D (= t - 10), entre l'instant t0 et le moment t, c'est-à-dire F(t - 10).An operating indicator F can be given simply by a function of the difference, called "descent time" D (= t - 1 0 ), between time t 0 and time t, that is to say F (t - 1 0 ).
Dans un mode de réalisation de l'invention, le fonctionnement peut être jugé anormal si la durée de descente D est trouvée supérieure à un seuil haut déterminé Sh dans au moins Nh déterminations successives. Le nombre Nh est typiquement un nombre entier inclusivement compris entre 1 et 10.In one embodiment of the invention, the operation can be judged abnormal if the descent time D is found to be greater than a determined high threshold Sh in at least Nh successive determinations. The number Nh is typically an integer inclusive between 1 and 10.
Dans une variante de ce mode de réalisation de l'invention, le fonctionnement peut être jugé anormal si la durée de descente est trouvée supérieure à un seuil déterminé Sh' dans au moins Nh' déterminations sur N, c'est-à-dire si le rapport Nh'/Ν est supérieur à une valeur Rh donnée. Il s'agit alors d'une "densité" d'anomalies, donnée par le rapport Νh'/Ν, qui peut être exprimée en pourcentage. Les seuils Sh et Sh' peuvent prendre une valeur fixe ou une valeur calculée à l'aide de plusieurs valeurs de durée D successives ou espacées. Par exemple, Sh peut être calculé par la relation Sh = <D> + K, où <D> est une moyenne glissante sur les Mh dernières valeurs de D, avec Mh typiquement supérieur à 10, et K est une constante destinée à éviter la détection de fausses anomalies de fonctionnement.In a variant of this embodiment of the invention, the operation can be judged abnormal if the descent duration is found to be greater than a determined threshold Sh 'in at least Nh' determinations on N, that is to say if the ratio Nh '/ Ν is greater than a given Rh value. It is then a "density" of anomalies, given by the ratio Νh '/ Ν, which can be expressed as a percentage. The thresholds Sh and Sh 'can take a fixed value or a value calculated using several values of duration D successive or spaced. For example, Sh can be calculated by the relation Sh = <D> + K, where <D> is a sliding average over the last Mh values of D, with Mh typically greater than 10, and K is a constant intended to avoid the detection of false operating anomalies.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le fonctionnement peut être jugé anormal si la durée de descente est trouvée inférieure à un seuil bas déterminé Sb dans au moins Nb déterminations successives. Le nombre Nb est typiquement un nombre entier inclusivement compris entre 1 et 10.In another embodiment of the invention, the operation can be judged abnormal if the descent duration is found to be less than a determined low threshold Sb in at least Nb successive determinations. The number Nb is typically an integer inclusive between 1 and 10.
Afin d'augmenter la vitesse de réponse du procédé de contrôle, le fonctionnement peut être jugé anormal si le moment t ne peut pas être mesuré après un temps T supérieur à un seuil Tmax déterminé. Le seuil Tmax est typiquement compris entre 5 et 15 sec.In order to increase the response speed of the control process, the operation can be considered abnormal if the moment t cannot be measured after a time T greater than a determined threshold Tmax. The threshold Tmax is typically between 5 and 15 sec.
Dans une autre variante de l'invention, un indicateur de fonctionnement, appelé indicateur de dérive, peut être déterminé à partir d'un écart E entre au moins deux valeurs de durée D successives ou séparées par des valeurs intermédiaires. Ledit écart E peut être calculé de différentes manières. Par exemple, l'écart E peut être donné par la différence algébrique entre deux valeurs de durée D successives ou séparées par des valeurs intermédiaires. L'écart E peut également être donné par un écart moyen ou statistique entre au moins trois valeurs de durée D successives ou séparées par des valeurs intermédiaires. Le fonctionnement est typiquement jugé anormal lorsque ledit écart E est supérieur à un seuil Se déterminé.In another variant of the invention, an operating indicator, called a drift indicator, can be determined from a difference E between at least two values of duration D successive or separated by intermediate values. Said deviation E can be calculated in different ways. For example, the difference E can be given by the algebraic difference between two values of duration D successive or separated by intermediate values. The difference E can also be given by an average or statistical difference between at least three values of duration D successive or separated by intermediate values. Operation is typically considered abnormal when said deviation E is greater than a determined threshold Se.
On détermine si le fonctionnement est anormal à partir d'au moins un critère de fonctionnement et de la valeur du ou des indicateurs de fonctionnement. Si le fonctionnement n'est pas jugé anormal, on maintient la procédure d'alimentation normale ; si le fonctionnement est jugé anormal, on enclenche au moins une procédure rectificative, dite "de régularisation/normalisation", susceptible de ramener l'alimentation en matières pulvérulentes dans un fonctionnement normal.It is determined whether the operation is abnormal from at least one operating criterion and from the value of the operating indicator or indicators. If the operation is not considered abnormal, the normal feeding procedure is maintained; if the operation is deemed abnormal, at least one corrective procedure, known as "regularization / normalization", capable of bringing the supply of pulverulent materials back to normal operation.
Ladite procédure de régularisation/normalisation comprend typiquement au moins une intervention automatique ou manuelle apte à corriger le fonctionnement du dispositif de perçage (30). L'intervention manuelle comprend typiquement des opérations de maintenance. L'intervention automatique comprend typiquement des piquages successifs (c'est-à-dire une série d'activations successives et rapprochées dans le temps de l'actionneur (31)) ou une augmentation de la pression du fluide injecté dans l'actionneur (31) ou une adaptation de la pression exercée par l'actionneur (31) à la valeur du moment t (et plus précisément à la durée de la descente D du piqueur (33)).Said regularization / standardization procedure typically comprises at least one automatic or manual intervention capable of correcting the operation of the drilling device (30). Manual intervention typically includes maintenance operations. The automatic intervention typically comprises successive tappings (that is to say a series of successive activations and brought together over time of the actuator (31)) or an increase in the pressure of the fluid injected into the actuator ( 31) or an adaptation of the pressure exerted by the actuator (31) to the value of the moment t (and more precisely to the duration of the descent D of the pricker (33)).
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la cellule d'électrolyse (1) comporte au moins deux dispositifs de perçage (30) associés chacun à un distributeur de matières pulvérulentes distinct (20) et la procédure de régularisation/ normalisation comprend une interruption, au moins temporaire, de l'alimentation par le distributeur associé au dispositif de perçage dont le fonctionnement est jugé anormal. L'alimentation en matières pulvérulentes correspondante est alors avantageusement répartie sur la ou les autres distributeurs de la cellule.In an advantageous embodiment of the invention, the electrolysis cell (1) comprises at least two piercing devices (30) each associated with a separate powder distributor (20) and the regularization / standardization procedure comprises a interruption, at least temporarily, of the supply by the distributor associated with the piercing device whose operation is deemed abnormal. The corresponding supply of pulverulent materials is then advantageously distributed over the other distributor (s) of the cell.
De manière avantageuse, lorsque le fonctionnement d'au moins un dispositif de perçage (30) est jugé anormal, le procédé de contrôle peut comporter en outre une modification de la procédure d'alimentation normale.Advantageously, when the operation of at least one piercing device (30) is judged to be abnormal, the control method may also comprise a modification of the normal feeding procedure.
L'invention est avantageusement mise en oeuvre à l'aide d'un système (50) de contrôle de l'alimentation en matières pulvérulentes comportant : - un moyen (51) pour générer un signal électrique S apte à provoquer, à un instant t0 déterminé, la descente du piqueur (33) à l'aide de l'actionneur (31), - un dispositif (52) pour mesurer le moment t auquel le piqueur (33) atteint une position basse P déterminée, - un moyen (53), dit "moyen de diagnostic", pour déterminer la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation F(t0, t) à partir de la valeur d'un instant t0 et de la valeur obtenue pour le moment t. Le dispositif de mesure (52) comprend typiquement au moins un détecteur de position (40) apte à détecter ladite position basse P. Le détecteur de position (40) est avantageusement apte à produire un signal SA au moment t où le piqueur (33) atteint la position basse P déterminée. Le dispositif peut éventuellement comporter, en outre, un convertisseur (48) pour générer un signal électrique spécifique Vt à partir du signal SA-The invention is advantageously implemented using a system (50) for controlling the supply of pulverulent materials comprising: - means (51) for generating an electrical signal S capable of causing, at an instant t 0 determined, the descent of the pricker (33) using the actuator (31), - a device (52) for measuring the moment t at which the pricker (33) reaches a determined low position P, a means (53), called "diagnostic means", for determining the value of at least one operating indicator of the supply F (t 0 , t) from the value of an instant t 0 and of the value obtained for the moment t. The measuring device (52) typically comprises at least one position detector (40) capable of detecting said low position P. The position detector (40) is advantageously capable of producing a signal SA at the moment t the pricker (33) reaches the determined low position P. The device may optionally include, in addition, a converter (48) for generating a specific electrical signal V t from the signal SA-
Le détecteur de position (40) peut être intégré au(x) dispositifs) de perçage (30), notamment à leur(s) actionneur(s) (31), c'est-à-dire que le ou chaque dispositif de perçage (30) peut comporter au moins un détecteur de position (40) apte à détecter au moins ladite position basse. Ainsi, un actionneur (31) susceptible d'être utilisé pour mettre en œuvre l'invention comporte avantageusement au moins un détecteur de position (40) apte à détecter au moins ladite position basse P de la tige (32) de l'actionneur. Par exemple, l'actionneur (31) du ou de chaque dispositif de perçage (30) peut comporter un vérin muni dudit détecteur de position (40). Le détecteur (40) peut être, par exemple, un détecteur de fin de course.The position detector (40) can be integrated into the drilling device (s) (30), in particular to their actuator (s) (31), that is to say that the or each drilling device (30) may include at least one position detector (40) capable of detecting at least said low position. Thus, an actuator (31) capable of being used to implement the invention advantageously comprises at least one position detector (40) capable of detecting at least said low position P of the rod (32) of the actuator. For example, the actuator (31) of the or each drilling device (30) may comprise a jack provided with said position detector (40). The detector (40) can be, for example, a limit switch.
Le (ou les) détecteur(s) de position (40) peut (peuvent) choisi(s) parmi les détecteurs mécaniques, électriques, optiques ou magnétiques et les détecteurs comportant toute combinaison de ces moyens.The position detector (s) (40) can (can) be chosen from mechanical, electrical, optical or magnetic detectors and detectors comprising any combination of these means.
Le dispositif de mesure (52) peut comporter au moins détecteur de position complémentaire (40'), qui peut (peuvent) être intégré(s) au(x) dispositifs) de perçage (30). Par exemple, il peut éventuellement comporter un détecteur (40') apte à détecter une position d'attente Po de la tige (32) de l'actionneur.The measuring device (52) may include at least one complementary position detector (40 '), which can (can) be integrated (s) with the drilling device (s) (30). For example, it may optionally include a detector (40 ′) capable of detecting a waiting position Po of the rod (32) of the actuator.
Les figures 5 et 6 illustrent des actionneurs (31) susceptibles d'être utilisés pour mettre en œuvre l'invention. Les actionneurs (31) sont typiquement raccordés à un convertisseur de signal (41, 41') (tel qu'un multimètre), et un porteur de signal (45, 45') (tel qu'un câble électrique, une onde électromagnétique ou un faisceau optique) destiné à transmettre au moyen de diagnostic (53) l'information sur la position du piqueur (33), éventuellement par l'intermédiaire d'un convertisseur (48) apte à générer le signal Vt.Figures 5 and 6 illustrate actuators (31) capable of being used to implement the invention. The actuators (31) are typically connected to a signal converter (41, 41 ') (such as a multimeter), and a signal carrier (45, 45') (such as an electric cable, an electromagnetic wave or an optical beam) intended to transmit by means of diagnostic (53) information on the position of the pricker (33), possibly via a converter (48) capable of generating the signal Vt.
Dans le cas illustré à la figure 5, l'actionneur (31) comporte un détecteur de position (40) continu. Ce détecteur peut comporter, par exemple, une résistance (42), un premier contact frottant (43) (typiquement fixé au corps de l'actionneur (37)), un deuxième contact frottant (44) (typiquement fixé à la tige (32) ou au piston (36) de l'actionneur) et un multimètre (41).In the case illustrated in FIG. 5, the actuator (31) comprises a continuous position detector (40). This detector may comprise, for example, a resistor (42), a first friction contact (43) (typically fixed to the body of the actuator (37)), a second friction contact (44) (typically fixed to the rod (32 ) or to the piston (36) of the actuator) and a multimeter (41).
Dans le cas illustré à la figure 6, l'actionneur (31) comporte deux détecteurs de position (40, 40') discontinus, aptes à détecter des positions spécifiques de la tige (32) de l'actionneur, et donc du piqueur (33). Par exemple, chaque détecteur de position (40, 40') peut comporter un système électromécanique distinct. Chaque système comporte une tige (46, 46') et un contact ouvrant (47, 47') actionnés par le passage du piston (36) au niveau de la partie intérieure des tiges.In the case illustrated in FIG. 6, the actuator (31) comprises two discontinuous position detectors (40, 40 '), capable of detecting specific positions of the rod (32) of the actuator, and therefore of the pricker ( 33). For example, each position detector (40, 40 ') may have a separate electromechanical system. Each system comprises a rod (46, 46 ') and an opening contact (47, 47') actuated by the passage of the piston (36) at the interior of the rods.
Le moyen de diagnostic (53) peut être, par exemple, un calculateur ou un comparateur C. Tel qu'illustré à la figure 3, le moyen (53) utilise typiquement le signal SA ou Vt contenant l'information sur le moment t généré par le détecteur de position et le signal VG contenant le signal S associé à l'instant t0.The diagnostic means (53) can be, for example, a computer or a comparator C. As illustrated in FIG. 3, the means (53) typically uses the signal S A or V t containing the information on the moment t generated by the position detector and the signal V G containing the signal S associated with time t 0 .
Le système de contrôle (50) selon l'invention comprend typiquement un régulateur (54), qui peut être intégré au système de régulation général de la cellule d'électrolyse (1), qui n'est pas illustré. Le générateur de signal électrique (51) est normalement contrôlé par le régulateur (54). Le régulateur (54) comprend avantageusement des moyens spécifiques pour mettre en oeuvre des interventions automatiques destinées à corriger le fonctionnement d'un dispositif de perçage (30) lorsqu'un indicateur de fonctionnement F(to, t) révèle un fonctionnement anormal de l'alimentation. En particulier, le régulateur (54) peut posséder un programme informatique de contrôle des interventions automatiques (ce programme peut, par exemple, générer une série de signaux d'activation successifs et rapprochés dans le temps de l'actionneur (31), afin de provoquer des piquages successifs). Le régulateur (54) peut également comporter des moyens de contrôle de la pression de fluide injectée dans le(s) actionneur(s) (31) du ou des dispositifs de perçage (30), afin de mettre en oeuvre une intervention automatique comprenant une modification de ladite pression.The control system (50) according to the invention typically comprises a regulator (54), which can be integrated into the general regulation system of the electrolysis cell (1), which is not illustrated. The electrical signal generator (51) is normally controlled by the regulator (54). The regulator (54) advantageously comprises specific means for implementing automatic interventions intended to correct the operation of a piercing device (30) when an operation indicator F (to, t) reveals an abnormal operation of the food. In particular, the regulator (54) may have a computer control program automatic interventions (this program can, for example, generate a series of successive activation signals and brought closer in time to the actuator (31), in order to cause successive tappings). The regulator (54) may also include means for controlling the fluid pressure injected into the actuator (s) (31) of the drilling device (s) (30), in order to implement an automatic intervention comprising a modification of said pressure.
Le procédé et le système de l'invention peuvent être utilisés pour détecter le fonctionnement anormal d'une cellule d'électrolyse ou d'une série de cellules d'électrolyse.The method and system of the invention can be used to detect abnormal operation of an electrolysis cell or a series of electrolysis cells.
L'invention permet d'assurer une plus grande fiabilité de l'alimentation en matières pulvérulentes des cellules d'électrolyse. The invention makes it possible to ensure greater reliability of the supply of pulverulent materials to the electrolysis cells.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle des ajouts de matières pulvérulentes dans une cellule d'électrolyse (1) destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée et munie d'au moins un distributeur de matières pulvérulentes (20) et d'au moins un dispositif de perçage (30) comportant un actionneur (31) et un piqueur (33), ladite cellule contenant un bain d'électrolyte liquide (7) et étant conduite de manière à former une croûte (10) d'alumine et de bain solidifié au-dessus du bain d'électrolyte liquide (7), procédé dans lequel on forme au moins une ouverture (11) dans ladite croûte (10) à l'aide du dispositif de perçage (30) et on introduit de la matière pulvérulente par au moins une ouverture (11) suivant une procédure d'introduction des ajouts déterminée, dite "procédure d'alimentation normale", ledit procédé étant caractérisé en ce que : - à un instant t0 déterminé, on génère un signal électrique S apte à provoquer la descente du piqueur (33) à l'aide de l'actionneur (31), - on mesure le moment t auquel le piqueur (33) atteint une position basse P déterminée, - on détermine la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation en matières pulvérulentes donné par une fonction F(t0, t), - on détermine si le fonctionnement est anormal à partir d'au moins un critère de fonctionnement et de la valeur du ou des indicateurs de fonctionnement F, - si le fonctionnement n'est pas jugé anormal, on maintient la procédure d'alimentation normale, - si le fonctionnement est jugé anormal, on enclenche au moins une procédure rectificative, dite "de régularisation/normalisation", susceptible de ramener l'alimentation en matières pulvérulentes dans un fonctionnement normal.1. Method for controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell (1) intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one pulverulent material distributor (20) and at least one device piercing device (30) comprising an actuator (31) and a pricker (33), said cell containing a bath of liquid electrolyte (7) and being conducted so as to form a crust (10) of alumina and of bath solidified at above the liquid electrolyte bath (7), process in which at least one opening (11) is formed in said crust (10) using the piercing device (30) and powdery material is introduced through the at least one opening (11) according to a determined addition procedure, called "normal feeding procedure", said method being characterized in that: - at a determined time t 0 , an electrical signal S is generated capable of causing the descent of the pricker (33) to the using the actuator (31), - the moment t is measured at which the pricker (33) reaches a determined low position P, - the value of at least one operating indicator of the supply of pulverulent materials given by a function F (t 0 , t), - it is determined whether the operation is abnormal on the basis of at least one operating criterion and the value of the operating indicator or indicators F, - if the operation is not considered to be abnormal , the normal feeding procedure is maintained, - if the operation is judged to be abnormal, at least one corrective procedure, known as "regularization / normalization", is initiated, capable of bringing the supply of pulverulent materials back into normal operation.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un indicateur de fonctionnement est donné par une fonction F(t - 10) de la différence, appelée "durée de descente" D, entre l'instant t0 et le moment t. 2. Control method according to claim 1, characterized in that an operating indicator is given by a function F (t - 1 0 ) of the difference, called "descent time" D, between the instant t 0 and the moment t.
3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fonctionnement est jugé anormal si la durée de descente est trouvée supérieure à un seuil haut déterminé Sh dans au moins Nh déterminations successives.3. Control method according to claim 2, characterized in that the operation is considered abnormal if the descent duration is found to be greater than a determined high threshold Sh in at least Nh successive determinations.
4. Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que Nh est un nombre entier inclusivement compris entre 1 et 10.4. Control method according to claim 3, characterized in that Nh is an integer inclusive between 1 and 10.
5. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le fonctionnement est jugé anormal si la durée de descente est trouvée supérieure à un seuil déterminé Sh' dans au moins Nh' déterminations sur N, c'est-à-dire si le rapport Nh'/N est supérieur à une valeur Rh donnée.5. Control method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the operation is considered abnormal if the descent duration is found to be greater than a determined threshold Sh 'in at least Nh' determinations on N, c ' ie if the ratio Nh '/ N is greater than a given Rh value.
6. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les seuils Sh et Sh' prennent une valeur fixe ou une valeur calculée à l'aide de plusieurs valeurs de durée D successives ou espacées.6. Control method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the thresholds Sh and Sh 'take a fixed value or a value calculated using several values of duration D successive or spaced.
7. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le fonctionnement est jugé anormal si la durée de descente est trouvée inférieure à un seuil bas déterminé Sb dans au moins Νb déterminations successives.7. Control method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the operation is considered abnormal if the descent duration is found to be less than a determined low threshold Sb in at least Νb successive determinations.
8. Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que Nb est un nombre entier inclusivement compris entre 1 et 10.8. Control method according to claim 7, characterized in that Nb is an integer inclusive between 1 and 10.
9. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le fonctionnement est jugé anormal si le moment t ne peut pas être mesuré après un temps T supérieur à un seuil Tmax déterminé.9. Control method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the operation is judged abnormal if the moment t cannot be measured after a time T greater than a determined threshold Tmax.
10. Procédé de contrôle selon la revendication 9, caractérisé en ce que le seuil Tmax est compris entre 5 et 15 sec. 10. Control method according to claim 9, characterized in that the threshold Tmax is between 5 and 15 sec.
11. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'un indicateur de fonctionnement, appelé indicateur de dérive, est déterminé à partir d'un écart E entre au moins deux valeurs de durée D successives ou séparées par des mesures intermédiaires.11. Control method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that an operating indicator, called drift indicator, is determined from a difference E between at least two values of duration D successive or separated by intermediate measures.
12. Procédé de contrôle selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit écart E est donné par la différence algébrique entre deux valeurs de durée D successives ou séparées par des mesures intermédiaires.12. Control method according to claim 11, characterized in that said difference E is given by the algebraic difference between two values of duration D successive or separated by intermediate measurements.
13. Procédé de contrôle selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit écart E est donné par un écart moyen ou statistique entre au moins trois valeurs de durée D successives ou séparées par des mesures intermédiaires.13. Control method according to claim 11, characterized in that said difference E is given by an average or statistical difference between at least three values of duration D successive or separated by intermediate measurements.
14. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le fonctionnement est jugé anormal lorsque ledit écart E est supérieur à un seuil Se déterminé.14. Control method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the operation is considered abnormal when said deviation E is greater than a determined threshold Se.
15. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ladite procédure de régularisation/normalisation comprend au moins une intervention automatique ou manuelle apte à corriger le fonctionnement du dispositif de perçage (30).15. Control method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said regularization / standardization procedure comprises at least one automatic or manual intervention capable of correcting the operation of the drilling device (30).
16. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ladite cellule (1) comporte au moins deux dispositifs de perçage (30) associés chacun à un distributeur de matières pulvérulentes distinct (20) et en ce que ladite procédure de régularisation/normalisation comprend une interruption, au moins temporaire, de l'alimentation par le distributeur de matières pulvérulentes associé au dispositif de perçage dont le fonctionnement est jugé anormal. 16. Control method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that said cell (1) comprises at least two piercing devices (30) each associated with a separate pulverulent material distributor (20) and in that that said regularization / standardization procedure comprises an interruption, at least temporarily, of the supply by the distributor of pulverulent materials associated with the piercing device whose operation is considered abnormal.
17. Procédé de contrôle selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte une répartition de l'alimentation en matières pulvérulentes sur le ou les autres distributeurs de la cellule. 17. Control method according to claim 16, characterized in that it comprises a distribution of the supply of pulverulent materials on the other distributor (s) of the cell.
18. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que, lorsque le fonctionnement d'au moins un dispositif de perçage (30) est jugé anormal, il comporte en outre une modification de la procédure d'alimentation normale. 18. Control method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that, when the operation of at least one piercing device (30) is considered abnormal, it further comprises a modification of the procedure normal diet.
19. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la position basse déterminée est la position à laquelle le piqueur (33) entre en contact avec le bain d'électrolyte liquide (7).19. Control method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the determined low position is the position at which the nozzle (33) comes into contact with the liquid electrolyte bath (7).
20. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la position basse déterminée est la position la plus basse permise par l'actionneur (31).20. Control method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the determined low position is the lowest position allowed by the actuator (31).
21. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le ou chaque dispositif de perçage (30) comporte au moins un détecteur de position (40) apte à détecter au moins ladite position basse.21. Control method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the or each drilling device (30) comprises at least one position detector (40) capable of detecting at least said low position.
22. Procédé de contrôle selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'actionneur (31) du ou de chaque dispositif de perçage (30) comporte au moins un vérin muni dudit détecteur (40).22. Control method according to claim 21, characterized in that the actuator (31) of the or each drilling device (30) comprises at least one jack provided with said detector (40).
23. Procédé de contrôle selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit détecteur (40) est un détecteur de fin de course.23. Control method according to claim 22, characterized in that said detector (40) is a limit switch.
24. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le détecteur de position (40) est choisi parmi les détecteurs mécaniques, électriques, optiques ou magnétiques et les détecteurs comportant toute combinaison de ces moyens. 24. Control method according to any one of claims 21 to 23, characterized in that the position detector (40) is chosen from mechanical, electrical, optical or magnetic detectors and detectors comprising any combination of these means.
25. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que le signal électrique S transmet l'ordre de descente du piqueur par voie électrique, optique ou pneumatique.25. Control method according to any one of claims 1 to 24, characterized in that the electrical signal S transmits the descent order of the pricker by electrical, optical or pneumatic means.
26. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que les matières pulvérulentes sont choisies dans le groupe constitué des poudres à base d'alumine, des poudres de fluorure d'aluminium et des poudres à base de cryolithe.26. Control method according to any one of claims 1 to 25, characterized in that the pulverulent materials are chosen from the group consisting of alumina-based powders, aluminum fluoride powders and powders based on cryolite.
27. Système (50) de contrôle des ajouts de matières pulvérulentes dans une cellule d'électrolyse (1) destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée et munie d'au moins un distributeur de matières pulvérulentes (20) et d'au moins un dispositif de perçage (30) comportant un actionneur (31) et un piqueur (33), ladite cellule contenant un bain d'électrolyte liquide (7) et étant conduite de manière à former une croûte d'alumine et de bain solidifié (10) au-dessus du bain d'électrolyte liquide (7), caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen (51) pour générer un signal électrique (S) apte à provoquer, à un instant t0 déterminé, la descente du piqueur (33) à l'aide de l'actionneur (31), - un dispositif (52) pour mesurer le moment t auquel le piqueur (33) atteint une position basse P déterminée, - un moyen (53), dit moyen de diagnostic, pour déterminer la valeur d'au moins un indicateur de fonctionnement de l'alimentation F(t0, t) à partir de la valeur d'un instant t0 et de la valeur obtenue pour le moment t.27. System (50) for controlling the addition of pulverulent materials in an electrolysis cell (1) intended for the production of aluminum by igneous electrolysis and provided with at least one distributor of pulverulent materials (20) and at least at least one piercing device (30) comprising an actuator (31) and a nozzle (33), said cell containing a bath of liquid electrolyte (7) and being conducted so as to form a crust of alumina and solidified bath ( 10) above the liquid electrolyte bath (7), characterized in that it comprises: - means (51) for generating an electrical signal (S) capable of causing the descent, at a determined time t 0 of the pricker (33) using the actuator (31), - a device (52) for measuring the moment t at which the pricker (33) reaches a determined low position P, - a means (53), said means diagnostic, to determine the value of at least one power supply operating indicator F (t 0 , t) from l has the value of an instant t 0 and of the value obtained for the instant t.
28. Système de contrôle (50) selon la revendication 27, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (52) comporte au moins un détecteur de position (40) apte à détecter ladite position basse P.28. Control system (50) according to claim 27, characterized in that the measuring device (52) comprises at least one position detector (40) capable of detecting said low position P.
29. Système de contrôle (50) selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit détecteur (40) est intégré au(x) dispositifs) de perçage (30). 29. Control system (50) according to claim 28, characterized in that said detector (40) is integrated into the drilling device (s) (30).
30. Système de contrôle (50) selon la revendication 29, caractérisé en ce que ledit détecteur (40) est intégré à l'actionneur (31) de chaque dispositif de perçage (30).30. Control system (50) according to claim 29, characterized in that said detector (40) is integrated into the actuator (31) of each drilling device (30).
31. Système de contrôle (50) selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'actionneur (31) comporte un vérin muni dudit détecteur (40).31. Control system (50) according to claim 30, characterized in that the actuator (31) comprises a jack provided with said detector (40).
32. Système de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce que ledit détecteur (40) est un détecteur de fin de course.32. Control system (50) according to any one of claims 28 to 31, characterized in that said detector (40) is a limit switch.
33. Système de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications 28 à 32, caractérisé en ce que le détecteur (40) est choisi parmi les détecteurs mécaniques, électriques, optiques ou magnétiques et les détecteurs comportant toute combinaison de ces moyens.33. Control system (50) according to any one of claims 28 to 32, characterized in that the detector (40) is chosen from mechanical, electrical, optical or magnetic detectors and detectors comprising any combination of these means.
34. Système de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications 27 à 33, caractérisé en ce que le système de contrôle (50) selon l'invention comprend un régulateur (54).34. Control system (50) according to any one of claims 27 to 33, characterized in that the control system (50) according to the invention comprises a regulator (54).
35. Système de contrôle (50) selon la revendication 34, caractérisé en ce que le régulateur (54) comprend des moyens spécifiques pour mettre en oeuvre des interventions automatiques destinées à corriger le fonctionnement d'un dispositif de perçage (30) lorsqu'un indicateur de fonctionnement F(to, t) révèle un fonctionnement anormal de l'alimentation.35. Control system (50) according to claim 34, characterized in that the regulator (54) comprises specific means for implementing automatic interventions intended to correct the operation of a drilling device (30) when operation indicator F (t o , t) indicates an abnormal operation of the power supply.
36. Système de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications 27 à 35, caractérisé en ce que les matières pulvérulentes sont choisies dans le groupe constitué des poudres à base d'alumine, des poudres de fluorure d'aluminium et des poudres à base de cryolithe. 36. Control system (50) according to any one of claims 27 to 35, characterized in that the pulverulent materials are chosen from the group consisting of alumina-based powders, aluminum fluoride powders and powders based on cryolite.
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