EP3362590A1 - Serie de cellules d'electrolyse pour la production d'aluminium comportant des moyens pour equilibrer les champs magnetiques en extremite de file - Google Patents

Serie de cellules d'electrolyse pour la production d'aluminium comportant des moyens pour equilibrer les champs magnetiques en extremite de file

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EP3362590A1
EP3362590A1 EP16855008.5A EP16855008A EP3362590A1 EP 3362590 A1 EP3362590 A1 EP 3362590A1 EP 16855008 A EP16855008 A EP 16855008A EP 3362590 A1 EP3362590 A1 EP 3362590A1
Authority
EP
European Patent Office
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cells
electrolysis
series
conductor
magnetic
Prior art date
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Application number
EP16855008.5A
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German (de)
English (en)
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EP3362590B1 (fr
EP3362590A4 (fr
Inventor
Benoit BARDET
Olivier Martin
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Rio Tinto Alcan International Ltd
Original Assignee
Rio Tinto Alcan International Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rio Tinto Alcan International Ltd filed Critical Rio Tinto Alcan International Ltd
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Publication of EP3362590A4 publication Critical patent/EP3362590A4/fr
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    • 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
    • C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars
    • 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
    • C25C3/20—Automatic control or regulation of cells

Definitions

  • the invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis, namely by electrolysis of alumina in solution in a molten cryolite bath, called an electrolyte bath, according to the well-known Hall-Héroult process.
  • the invention particularly relates to the balancing of the magnetic field series of electrolysis cells, typically of rectangular shape and arranged transversely.
  • the igneous electrolysis aluminum production plants contain a large number of electrolysis cells - typically several hundred - arranged in line, and connected electrically in series using connecting conductors, so as to form two or more lines parallel which are electrically interconnected by connecting conductors.
  • the cells which are rectangular in shape, can be oriented either longitudinally (that is, so that their major axis is parallel to the longitudinal axis of the queues), or transversely (i.e. say so that their major axis is perpendicular to the longitudinal axis of the files).
  • the French patent application FR 2,425,482 (corresponding to US Pat. No. 4,169,034) in the name of Aluminum Pechiney, describes an aluminum smelter comprising at least two parallel parallel rows of cells in which the magnetic field generated by the flowing current in the neighboring queue of cells is compensated by means of at least one independent correction conductor passing on the side of the tanks, along all the cells of the series and traversed by a continuous correction current.
  • the French patent application FR 2,583,069 (corresponding to US Pat. No. 4,713,161), also in the name of Aluminum Pechiney, describes a line of electrolysis cells arranged transversely and capable of operating at intensities of up to 500.degree. 600 kA.
  • the row arrangement of the electrolysis cells has the advantage of simplifying the configuration of the connecting conductors and of standardizing the magnetic field map.
  • the presence of connecting conductors between the queues disturbs the uniformity of the magnetic field map of the end cells of each queue.
  • US Pat. Nos. 3,775,280 and 4,189,368 provide connection lead arrangements for longitudinally arranged cell series for limiting disturbances caused by these connecting conductors. In addition, the intensities of this type of cell do not generally exceed 100 kA.
  • European Patent Applications EP 0 342 033 and Chinese Patent No. 2 477 650 describe connection lead arrangements applicable to transversely arranged series of cells for limiting the disturbances caused by these connecting conductors. These documents relate to series of electrolysis cells equipped with tanks for intensities of the order of 300 kA.
  • Patent FR 2,868,436 (corresponding to US Pat. No. 7,513,979) in the name of Aluminum Pechiney describes a series of two rows of cells arranged transversely and provided with at least one correction conductor along the inside of the lines, with a particular arrangement of the correction conductor consisting in making a transverse section along its length the first end cell of the queue at a determined distance and traversed by a current flowing from the inner side to the outer side of the rows of cells.
  • Such an arrangement satisfactorily compensates for the magnetic field generated by the connecting conductors in a small number of end cells (about 1 to 3) while a larger number of end cells (about 1 to 10 ) are disturbed by the magnetic field generated by the connecting conductors.
  • the subject of the invention is a series of electrolysis cells intended for the production of aluminum by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult process, comprising:
  • a connecting conductor between a first end cell of the first line and the first corresponding end cell of the second line, and characterized in that the series comprises at least one magnetic balancing circuit of the end cells of the second line; file comprising a first electrical conductor for magnetic balancing of the end-of-queue cells extending along a first row of cells facing an end portion of the first row of cells only.
  • the end cells of the queues are mainly affected by an additional mean vertical magnetic field ⁇ , when the cells of the central portion of the files are correctly magnetically balanced.
  • the aim of the invention is thus to maintain the additional vertical field ⁇ within a limited range by a minimum value and a maximum value around a targeted value close to zero.
  • the Applicant had the idea of disposing said first electrical conductor near the notoriously unstable end cells of the queue of cells in order to be able to circulate in said first electrical conductor an electric current making it possible to compensate for the magnetic field produced in particular by the connecting conductors between the queues, and balance the magnetic fields at the tanks of the end electrolysis cells.
  • the first electrical conductor extending along the queue of cells extends parallel or substantially parallel to the longitudinal axis of the queue of cells.
  • the plaintiff hears that the driver extends in the direct vicinity of the queue of cells, so that its impact on the Magnetic field in nearby cells is maximized, and typically at a distance of less than 5 meters and preferably less than 3 meters.
  • This configuration makes it possible in particular to substantially limit the vertical magnetic field Bz in these end cells.
  • the use of such a magnetic balance circuit of the queue end cells further allows a fine adjustment of the magnetic balance through the complementary adjustable parameters it provides.
  • the first electrical conductor is traversed during the operation of the series by a continuous magnetic balancing current of the end cells.
  • the first electrical conductor extends continuously along a plurality of adjacent cells of the end portion for which an imbalance of the vertical magnetic field due to the presence of the connecting conductor is found.
  • Such an end portion of the first row of cells typically comprises from 3 to 10 cells, and preferably from 6 to 8 cells.
  • the first magnetic balancing electrical conductor advantageously extends over a length at least equal to three times the spacing between two cells. (The spacing between two cells being the distance between the median longitudinal axes of two adjacent electrolysis cells, typically corresponding to 5 to 10 meters).
  • the connecting conductor no longer constitutes a destabilizing element for the electrolysis cells arranged beyond the tenth cell starting from the first end cell, because of the large distance between these cells and the connecting conductor.
  • magnetic balancing means of the known end cells may have already been installed and properly balance the first end cell.
  • the first magnetic balancing electrical conductor may not extend along this first end cell.
  • the invention also relates to a method of using a series of electrolysis cells.
  • the rows of electrolysis cells and the connection conductor are traversed by an electrolysis current and the first magnetic balancing electrical conductor is traversed by an electric balance current: flowing in the same direction as the electrolysis current flowing in the first row of cells if the first magnetic balancing electrical conductor is along the first row of cells on the side of the second row of electrolysis cells;
  • the balancing electric current generates by passing through the first electrical conductor a vertical magnetic field opposite to the vertical magnetic field generated by the current. electrolysis by passing through the connecting conductor.
  • the magnetic balance circuit of the end-of-line cells comprises a second electrical conductor parallel to the first electrical conductor for magnetic balancing of the end-of-queue cells.
  • This second parallel electrical conductor participates in the closing of the magnetic balancing circuit and potentially in the production of a magnetic balancing circuit comprising a plurality of loops in series. Also, this second electrical conductor is traversed by the counterbalancing electric current flowing in the opposite direction relative to the balancing electric current flowing in the first electrical conductor.
  • This second electrical conductor is advantageously arranged so as to improve the magnetic configuration of the end cells of the first line or the second line, and at least so that its possible negative impact on the magnetic balancing of the cells of end is minimized and less than the positive impact of the first electrical conductor.
  • the second electrical conductor extends along the first row of cells only facing the end portion of the first row of cells, the first and second electrical conductors extending along opposite sides of the first row of cells.
  • the vertical magnetic field generated by the circulation of the same counterbalancing electric current, on the other side of the cell line, in the second electrical conductor then adds to the vertical magnetic field generated by the circulation of a balancing electric current in the first electrical conductor to counter the destabilizing vertical magnetic field generated by the current flowing in the connecting conductor.
  • the second electrical conductor extends on the same side of the first row of cells as the first electrical conductor, the distance between the first electrical conductor and the first row of cells being smaller than the distance between the second electrical conductor and the first row of cells.
  • the vertical magnetic fields generated by the circulation of the balancing electric current in the opposite direction in the first and second second electrical conductors oppose each other, but with less intensity for the vertical magnetic field generated by the circulation of the balancing electric current in the second electrical conductor than in the first electrical conductor, at the end-end cells along the which the first electrical conductor extends.
  • the second electrical conductor is further away from the electrolysis cells of the first line than the first electrical conductor so that the ratio of the values of the vertical magnetic field generated by the same balancing current flowing in the second electrical conductor and in the first electrical conductor is less than 0.5 and preferably less than 0.3 at the end-of-line cells along which the first electrical conductor extends.
  • the second electrical conductor extends along the second row of cells only facing an end portion of the second row of cells.
  • the magnetic balancing circuit makes it possible to magnetically balance both the end cells of the first row of cells and the corresponding end cells of the second row of cells.
  • the magnetic balancing circuit is connected to a specific power supply station.
  • the intensity of the current flowing in the magnetic balancing circuit can advantageously be easily controlled and adjusted.
  • specific power supply station is meant that this power supply station does not supply current to the electrolysis circuit (connecting conductors), or correction conductors intended to perform a magnetic correction on all the cells of the series.
  • the magnetic balance circuit of the queue end cells comprises two ends which are connected to conductors electrically connecting the electrolysis cells to each other.
  • the magnetic balance circuit of the end-of-queue cells is then powered by at least a part electrolysis current circulating in the cells and forms a part of the electrolysis circuit through which circulates the electrolysis current of the series.
  • the magnetic balancing circuit is connected to the conductors electrically connecting electrolysis cells with each other in parallel with one or more so-called parallel electrical conductors. Thus only a part of the electrolysis current flows in the magnetic balancing circuit.
  • the magnetic balance circuit of the queue end cells forms part of the connecting conductor.
  • the electrical balancing between the so-called parallel electrical conductors and the magnetic balancing circuit is thus facilitated.
  • the series of electrolysis cells comprises a correction circuit comprising at least a first correction conductor, extending along the first line, a second correction conductor extending along the second queue, and at least one correction correction conductor between the first and second correction conductors, and wherein the magnetic balance circuit of the queue end cells comprises two ends which are connected to the correction circuit.
  • certain series comprise one or more correction circuits extending along all the electrolysis cells of the series for correcting the destabilizing magnetic fields generated by the high intensity currents flowing in the circuits of the series. cell-to-cell conductors or in the neighboring cell queue.
  • the correction circuit is an integral part of the series and is powered by electric current. This solution is particularly advantageous because it does not require the installation of a specific power station which represents a high equipment cost and may also be difficult to install because of the size required.
  • the magnetic balance circuit of the queue end cells is connected in series between two portions of the correction circuit. Since the first and second correction conductors extend along the set of electrolysis cells, it suffices to connect the magnetic balance circuit of the series end-of-line cells to an intermediate point of the correction circuit. at a suitable place along the cell lines.
  • the correction current flowing in the correction circuit also passes into the magnetic balancing circuit and becomes in this magnetic balancing circuit the magnetic balancing current.
  • the first correction conductor extends along the first file on the side of the second file, and the second correction conductor extends along the second file on the side of the first file. cells.
  • the first conductor and the second conductor of the magnetic balancing circuit connected to the correction circuit are advantageously arranged outside the two rows of cells.
  • the outer side of the rows of cells, opposite to the correction circuit, is less crowded than the inner side and the introduction of the magnetic balancing circuit facilitated.
  • Such a magnetic balancing circuit may in particular be implemented on an existing series already having a correction circuit disposed within the two rows of cells.
  • the connecting conductor comprises a magnetic balancing conductor of the first end cell along the first end cell perpendicularly to the longitudinal axis of the queue of cells, and the first electrical conductor does not does not extend along the first end cell.
  • the first end cell is already magnetically balanced via the magnetic balancing conductor of the first end cell, so that modifying its magnetic field by means of the first electrical conductor would have the effect of destabilizing it.
  • the magnetic balancing circuit of the end-of-line cells comprises a transverse conductor electrically connecting the correction circuit to the first electrical conductor, the transverse conductor extending under the queue of cells.
  • the magnetic balance circuit of the queue end cells forms a plurality of loops and the first magnetic balancing electrical conductor is formed by a plurality of loop strands extending side-by-side. the first row of cells only facing the end portion of the first queue of cells.
  • the current flows in the same direction in each of the loop strands of the first electrical conductor and the impact on the magnetic field of the current flowing in the first electrical conductor is the sum of the impact on the magnetic field of the current flowing in each of the loop strands forming the first electrical conductor.
  • the cells are arranged transversely with respect to the rows of cells.
  • the electrolysis cells are typically electrically connected in series by means of electrical connecting conductors connecting the cathode of an electrolysis cell to the anode of the next electrolysis cell.
  • Figure 1 shows, in a simplified manner and in cross section, two successive electrolysis cells (n; n + 1) typical of a queue of cells.
  • Figures 2 to 4 illustrate, schematically, various embodiments of a series of electrolysis cells according to the invention comprising two queues and magnetic balancing circuits of the end cells.
  • FIG. 5 schematically illustrates an embodiment of the invention in which part of the electrolysis current of the series is used to supply magnetic balancing circuits of the end cells.
  • FIG. 6 schematically illustrates a series of electrolysis cells according to the state of the art comprising two queues and a correction circuit.
  • FIG. 7 schematically illustrates a series end of electrolysis cells according to the invention comprising two queues and circuits for magnetic balancing of the end cells connected to a correction circuit.
  • Figure 8 schematically illustrates a series end in which each magnetic balancing circuit forms two loops.
  • FIG. 9 schematically illustrates a series end of electrolysis cells according to the invention comprising two queues, a particular arrangement of the connecting conductor making it possible to magnetically balance the first end cell and balancing circuits. magnetic end cells connected to a correction circuit.
  • the invention relates to a series 1 of electrolysis cells comprising, as shown in Figures 2 to 5, 7 and 8, a plurality of electrolysis cells 100, 100 'of substantially rectangular shape, which are arranged to form at least two rows F, F 'of substantially straight, parallel cells each having a longitudinal axis A, A'.
  • the cells 100 are typically arranged transversely (that is to say, so that their main axis or long side is perpendicular to the longitudinal axis A, A 'of said queues) and located at the same distance from each other .
  • the electrolysis cells 100 typically have a long side greater than 3 times their short side.
  • the queues F, F ' are separated by a distance depending on technological choices which take into account, in particular, the intensity l 0 of the electrolysis current of the series and the configuration of the conductor circuits.
  • the distance D between the two lines is typically between 30 and 100 m for recent series.
  • each electrolysis cell 100 of the series 1 typically comprises a tank 3, anodes 4 supported by the fixing means typically comprising a rod 5 and a multipode 6 and mechanically and electrically connected to a anodic frame 7 by means of connection means 8.
  • the vessel 3 comprises a metal box, usually reinforced by stiffeners, and a crucible formed by refractory materials and cathode elements disposed inside the box.
  • the box generally has vertical side walls.
  • the anodes 4, typically of carbonaceous material are partially immersed in an electrolyte bath (not shown) contained in the tank.
  • the vessel 3 comprises a cathode assembly 9 provided with cathode bars 10, typically made of steel, one end 11 of which leaves the vessel 3 so as to allow electrical connection to the connecting conductors 12 to 17 between cells.
  • the connecting conductors 12 to 17 are connected to said cells 100 so as to form an electrical series, which constitutes the electrolysis circuit of the series of electrolysis cells.
  • the connecting conductors typically comprise flexible conductors 12, 16, 17, upstream connecting conductors 13 and mounted assemblies 14, 15.
  • the connecting conductors, in particular upstream, may wholly or partly pass under the tank and / or circumvent it.
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment comprising a series composed of two rows F, F 'of electrolysis cells 100 oriented transversely with respect to the longitudinal axis A, A' of the queues.
  • the queues are straight and arranged parallel to each other.
  • the queues, and more particularly the first corresponding end cells 100 'of the two queues F, F', are electrically bonded to each other by connecting conductors 20.
  • the connecting conductors 20 are formed solely of electrical conductors or electrical conductors associated with a power station.
  • the series further comprises four magnetic balancing circuits 21 of the end cells.
  • a magnetic balancing circuit 21 balances the magnetic field at each of the two ends of the two rows F, F '.
  • These magnetic balancing circuits are arranged at the end cells of the rows outside the rows F, F 'of cells, that is to say out of the space between the two rows F, F' of cells.
  • Each magnetic balancing circuit 21 comprises a first electrical conductor 22 for magnetic balancing of the end cells which extends along a line F, F 'of cells only facing an end portion P of said file F, F 'of cells.
  • end cells By end cells is meant the n adjacent end cells starting from the first end cell 100 'of a queue of cells which are magnetically impacted by the circulation of the electrolysis current I 0 in the driver of the connection 20.
  • n is between 3 and 10.
  • the end portion P of the row of cells opposite which extends the first electrical conductor 22 is therefore limited to a segment of the queue along the cells of the end.
  • Each magnetic balancing circuit 21 further comprises a second electrical conductor 23 substantially parallel to the first electrical conductor 22 for magnetic balancing of the end cells and disposed at a greater distance from the line of cells than the first electrical conductor 22.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 are electrically connected together by means of transverse conductors 24 to form a closed electrical circuit around a power supply station 30 advantageously connected to a point of the second electrical conductor 23.
  • the first electrical conductor 22 which extends along the line F, F 'in front of the end cells, makes it possible to substantially limit the vertical magnetic field Bz in the end cells when it is traversed by a current. Magnetic balancing of the end cells of intensity h and of opposite direction to the electrolysis current 10 flowing in the end cells of the line F, F 'in front of which it extends.
  • the second electrical conductor 23 is further away from the end cells than the first electrical conductor 22 so that the magnetic field it generates has little impact on the stability of the end cells. Because of their remoteness and their short length, the transverse conductors 24 have little impact on the stability of the end cells.
  • the first electrical conductor 22 along the line of cells extends at a distance from the edge of the end cells less than 5 meters, advantageously less than 3 meters;
  • the second electrical conductor 23 is disposed at a distance from the edge of the upper end cells to 7 meters, preferably greater than 10 meters;
  • the balancing current of the end cells is between 30 and 150 kA.
  • the intensity of the balancing current and thus the resulting magnetic balance can be easily controlled and adjusted by the use of a specific power station.
  • FIG. 3 schematically illustrates another embodiment in which each magnetic balancing circuit 21 surrounds the end cells of the queue of cells.
  • Each magnetic balancing circuit comprises:
  • a first electrical conductor 22 for magnetic balancing of the end cells which extends along a queue F, F 'of cells only facing an end portion P of said file F, F' of cells outside of the two rows of cells;
  • transverse conductors 24 electrically connecting the first and second electrical conductors 22, 23 'to form a closed electrical circuit around a power supply station 30 connected at a point of the second electrical conductor 23'.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 ' which extend along the line F, F' in front of the end cells, make it possible to substantially limit the vertical magnetic field Bz in the end cells when they are traversed by a magnetic balancing current of the end cells of intensity ⁇ , in the opposite direction to the electrolysis current 10 flowing in the end cells of the queue F, F 'in front of which it extends to the first electrical conductor 22 and of identical direction to the electrolysis current 10 circulating in the end cells of the line F, F 'in front of which it extends for the second electrical conductor 23'.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 ' have a cumulative beneficial magnetic impact.
  • the transverse conductors 24 may in particular pass under the rows F, F 'of cells. Because of their short length, the transverse conductors 24 have little impact on the stability of the end cells.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 'along the line of cells' extend at a distance from the edge of the end cells less than 5 meters, advantageously less than 3 meters;
  • the balancing current h of the end cells is between 15 and 75 kA.
  • FIG. 4 schematically illustrates another embodiment of a series of two rows F, F of cells comprising two magnetic balancing circuits 21 of the end cells, in which each magnetic balancing circuit 21 is arranged. between the two rows F, F 'of cells.
  • Each magnetic balancing circuit comprises:
  • a first electrical conductor 22 for magnetic balancing of the end cells which extends along the first row F of cells only facing an end portion P of said file F of cells, inner side with respect to two rows of cells;
  • a second electrical conductor 23 "for magnetic balancing of the end cells and which extends along the second row F 'of cells only facing an end portion P' of said file F 'of cells, inner side with respect to the two rows of cells;
  • transverse conductors 24 electrically connecting the first and second electrical conductors 22, 23 "to form a closed electrical circuit around a power supply station 30 connected at a point of one of the transverse conductors 24.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 " which extend respectively along the lines F and F 'in front of the end cells, make it possible to substantially limit the vertical magnetic field Bz in the end cells of the queue in front of the which they extend when they are traversed by a magnetic balancing current of the end cells of the same intensity intensity of the electrolysis current 10 flowing in the end cells of the queue F, F '
  • the first and second Electrical conductors 22, 23 " have a beneficial magnetic impact on the end cells of the two rows F and F 'of cells that they respectively follow.
  • transverse conductors 24 with consequent length between the two lines F, F 'only slightly negatively impact the stability of the cells, since the current h flowing in the transverse conductors 24 is less intense that the electrolysis current I 0 circulating in the connecting conductors 20.
  • the negative impact of these transverse conductors 24 is much lower than the positive impact of the first and second conductors which are positioned closer to the end cells.
  • the first and second electrical conductors 22, 23 "extend at a distance from the edge of the end cells less than 5 meters, advantageously less than 3 meters;
  • the balancing current h of the end cells is between 30 and 150 kA.
  • FIG. 5 schematically illustrates an end of a series comprising electric magnetic balancing circuits 21 of the end cells using the same principles of magnetic balancing as those presented with reference to FIG. in electric current this magnetic balancing circuit differs. Instead of being supplied with electric current by at least one specific power station, each magnetic balancing circuit 21 is supplied from the electrolysis current 10 flowing in the electrolysis cells of the series.
  • the magnetic balancing circuit 21 comprises a first electrical conductor 22, a second electrical conductor 23 and transverse conductors 24 electrically connecting the first and second electrical conductors to each other or electrically connecting the first and second electrical conductors to conductors electrically connecting together. the corresponding end electrolysis cells 100 'of the two neighboring rows.
  • the transverse conductors 24 form two ends of the magnetic balancing circuit which are connected to conductors electrically connecting two electrolytic cells together.
  • the magnetic balancing circuit of the end cells forms a part of the electrolysis circuit, and more particularly of the connecting conductor 20, through which circulates the electrolysis current of the series.
  • the magnetic balancing circuit is connected to the conductors electrically connecting the end electrolysis cells 100 'in parallel with a so-called parallel electrical conductor 25.
  • a part of the electrolysis current I 0 corresponding to the Magnetic balancing current ⁇ u flows in the magnetic balancing circuit.
  • Another part of the electrolysis current 10 of intensity equal to 10 -11, flows in the so-called parallel electrical conductor 25.
  • This embodiment has the advantage of eliminating the need to use a specific power station.
  • FIG. 6 schematically illustrates a series of electrolysis cells according to the state of the art comprising two rows F, F 'of cells and a correction circuit 26 arranged between the two rows of cells.
  • This correction circuit 26 comprises two correction conductors 27 extending along each of the rows F, F 'of cells between the two rows F, F', of the connection correction conductors 28 between the two correction conductors 27 and a power supply station 31 of the correction circuit.
  • Such a correction circuit makes it possible in particular to compensate, at the level of a queue, the magnetic field generated by the electrolysis current I 0 flowing in the neighboring queue.
  • the correction conductors are typically traversed by a correction current l 2 flowing in the same direction as the electrolysis current 10 flowing in the queue they run.
  • the correction current I 2 is typically between 30 and 150 kA.
  • FIG. 7 schematically illustrates an end of a series comprising electric magnetic balancing circuits 21 of the end cells and a correction circuit as presented with reference to FIG. 6.
  • the magnetic balancing circuits 21 of the end cells use the same principles of magnetic balancing as those presented with reference to FIGS. 2 and 5.
  • the method of supplying electrical power to this magnetic balancing circuit differs.
  • Each magnetic balancing circuit 21 is fed from the correction current I 2 flowing in the conductors 27, 28 of the correction circuit 26.
  • the magnetic balancing circuit 21 comprises a first electrical conductor 22, a second electrical conductor 23 and transverse conductors 24 electrically connecting the first and second electrical conductors to each other or connecting electrically the first and second electrical conductors to conductors 27, 28 of the correction circuit 26.
  • the transverse conductors 24 thus form two ends of the magnetic balancing circuit which are connected to the conductors 27, 28 of the correction circuit 26.
  • the magnetic balancing circuit 21 of the end cells then forms a part of the correction circuit 26 at through which the correction current flows.
  • the magnetic balancing circuit is more particularly connected to the conductors 27, 28 of the correction circuit in series between two portions of the correction circuit. Thus, in operation, the entire correction current I 2 flows in the magnetic balancing circuit. Thus, the intensity of the magnetic balancing current h is equal to the intensity of the correction current l 2 .
  • This embodiment has the advantage of eliminating the need to use a specific power station for the magnetic balancing circuit 21 of the end cells.
  • the electrical connection of the magnetic balancing circuit 21 is easy and feasible at any point considered appropriate.
  • the positioning of the magnetic balancing circuit 21 on the opposite side of the line F, F 'with respect to the corresponding correction conductor 27 is advantageous for reasons of space and because the insertion of the end cells between the first electrical conductor 22 and the correction conductor 27 is particularly stabilizing for these end cells.
  • Figure 8 schematically illustrates an end of a series having magnetic balancing circuits 21 of the end cells and a correction circuit.
  • the magnetic balancing circuit 21 of the end-of-queue cells forms two loops and the first magnetic balancing conductor 22 is formed by the two loop strands 29 of the magnetic balancing circuit extending side-by-side. the queue of cells only facing the end portion P of the queue of cells.
  • the current flows in the same direction in each of the loop strands 29 extending side by side to form the first electrical conductor 22 and the impact on the magnetic field of the current flowing in the first electrical conductor is the sum of the impact. on the magnetic field of the current flowing in each of the loop strands 29 forming the first electrical conductor 22.
  • the magnetic balancing circuit Since the magnetic balancing circuit is connected in series with the conductors 27, 28 of the correction circuit, the entire correction current I 2 flows in each loop strands 29 of the magnetic balancing circuit 21. Thus, the intensity of the magnetic balancing current flowing in the first electrical conductor 22 is twice the intensity of the correction current I 2 .
  • FIG. 9 schematically illustrates a variant of the embodiment of FIG. 7 in which the connecting conductor 20 comprises a magnetic balancing conductor 40 of the first end cell 100 'along this first end cell 100' perpendicular to the longitudinal axis of the file F, F 'of cells. At least a part of the electrolysis current 10 flows in the conductor 40 in a direction opposite to the flow direction of the electrolysis current 10 in the main branch of the connecting conductor 20 extending between the two lines F, F . The negative magnetic impact generated by the connecting conductor 20 is thus counteracted at the first end cell 100 'along the lead 40. It is therefore not necessary to magnetically balance this first end cell 100 by means of the magnetic balance circuit 21 of the end-of-queue cells.
  • the end portion P of the queue opposite which extends the first electrical conductor 22 of the magnetic balancing circuit 21 of the end of queue cells then advantageously does not include the first end cell 100 '.
  • the first electrical conductor 22 extending along the line F, F 'of cells only facing an end portion P does not follow the first end cell.
  • the transverse conductor 24 electrically connecting the conductors 27, 28 of the correction circuit 26 to the first electrical conductor 22 extends below the line F, F 'of cells and more particularly under the first end cell 100'.
  • the electrolysis current 10 runs through the queues F, F 'of electrolysis cells 100 and the connecting conductor 20 and the first electrical conductor 22 of magnetic balancing is traversed by an electric current. balancing:
  • the second electric magnetic balancing conductor 23 is also traversed by the balancing electric current but flowing in the opposite direction of the balancing electric current flowing in the first magnetic balancing conductor 22.

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Abstract

L'invention a pour objet une série (1) de cellules d'électrolyse (100) destinée à la production d'aluminium comportant : deux files (F, F') rectilignes et parallèles de cellules d'électrolyse raccordées électriquement en série, un conducteur de raccordement (20) entre une première cellule d'extrémité (100') d'une file et la première cellule d'extrémité (100') correspondante de l'autre file, et au moins un circuit d'équilibrage magnétique (21) des cellules d'extrémité de file comportant un premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité s'étendant le long d'une des files de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité (P) de la première file de cellules.

Description

SÉRIE DE CELLULES D'ÉLECTROLYSE POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM COMPORTANT DES MOYENS POUR ÉQUILIBRER LES CHAMPS MAGNÉTIQUES
EN EXTRÉMITÉ DE FILE
Domaine de l'invention
L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall-Héroult. L'invention concerne tout particulièrement l'équilibrage du champ magnétique des séries de cellules d'électrolyse, typiquement de forme rectangulaire et disposées transversalement. Etat de la technique
Les usines de production d'aluminium par électrolyse ignée contiennent un grand nombre de cellules d'électrolyse - typiquement plusieurs centaines - disposées en ligne, et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison, de manière à former deux ou plusieurs files parallèles qui sont électriquement liées entre elles par des conducteurs de raccordement. Les cellules, qui sont de forme rectangulaire, peuvent être orientées soit longitudinalement (c'est-à-dire de façon à ce que leur grand axe soit parallèle à l'axe longitudinal des files), soit transversalement (c'est-à-dire de façon à ce que leur grand axe soit perpendiculaire à l'axe longitudinal des files).
Un grand nombre d'arrangements de cellules et de conducteurs de liaison a été proposé afin, d'une part, de limiter les pertes par effet Joule et, d'autre part, de réduire l'impact des champs magnétiques produits par les conducteurs de liaison et les cellules voisines sur le processus d'électrolyse. Par exemple, la demande de brevet français FR 2 552 782 (correspondant au brevet américain US 4 592 821 ), au nom d'Aluminium Pechiney, décrit une file de cellules d'électrolyse disposées transversalement pouvant fonctionner industriellement à des intensités supérieures à 300 kA. Selon ce brevet, la stabilité magnétique des cellules est assurée par la configuration des conducteurs de liaison, notamment ceux passant sous la cuve.
Aussi, la demande de brevet français FR 2 425 482 (correspondant au brevet américain US 4 169 034) au nom d'Aluminium Pechiney, décrit une aluminerie comportant au moins deux files voisines parallèles de cellules dans laquelle le champ magnétique généré par le courant circulant dans la file voisine de cellules est compensé au moyen d'au moins un conducteur de correction indépendant passant sur le côté des cuves, le long de toutes les cellules de la série et traversé par un courant continu de correction. Par ailleurs, la demande de brevet français FR 2 583 069 (correspondant au brevet américain US 4 713 161 ), également au nom d'Aluminium Pechiney, décrit une file de cellules d'électrolyse disposées transversalement pouvant fonctionner à des intensités pouvant atteindre 500 à 600 kA. Selon ce brevet, les coûts de construction et de mise en place des circuits sont minimisés grâce à l'utilisation de conducteurs de liaison aussi petits et aussi directs que possible, alors que la stabilité magnétique et le rendement Faraday sont maximisés grâce à l'utilisation de conducteurs de correction indépendants, disposés parallèlement à chaque file et de chaque côté de celle-ci.
La disposition en file des cellules d'électrolyse présente l'avantage de simplifier la configuration des conducteurs de liaison et d'uniformiser la carte des champs magnétiques. Toutefois, la présence de conducteurs de raccordement entre les files perturbe l'uniformité de la carte des champs magnétiques des cellules d'extrémité de chaque file.
Les brevets américains US 3 775 280 et US 4 189 368 proposent des arrangements de conducteurs de raccordement pour des séries de cellules disposées longitudinalement destinés à limiter les perturbations provoquées par ces conducteurs de raccordement. En outre, les intensités de ce type de cellules n'excèdent généralement pas 100 kA.
Les demandes de brevet européen EP 0 342 033 et chinois CN 2 477 650 décrivent des arrangements de conducteurs de raccordement applicables aux séries de cellules disposées transversalement destinés à limiter les perturbations provoquées par ces conducteurs de raccordement. Ces documents concernent des séries de cellules d'électrolyse munies de cuves destinées à des intensités de l'ordre de 300 kA.
Le brevet FR 2 868 436 (correspondant au brevet américain US 7 513 979) au nom d'Aluminium Pechiney décrit une série de deux files de cellules disposées transversalement et munie d'au moins un conducteur de correction le long du côté intérieur des files, avec un arrangement particulier du conducteur de correction consistant à réaliser un tronçon transversal longeant dans sa longueur la première cellule d'extrémité de la file à une distance déterminée et traversé par un courant circulant depuis le côté intérieur vers le côté extérieur des files de cellules. Un tel arrangement permet de compenser de façon satisfaisantè le champ magnétique généré par les conducteurs de raccordement dans un faible nombre de cellules d'extrémité (environ 1 à 3) alors qu'un plus grand nombre de cellules d'extrémité (environ 1 à 10) sont perturbées par le champ magnétique généré par les conducteurs de raccordement. Par conséquent un nombre important de cellules d'extrémité de file restent instables et difficiles à opérer. La demanderesse a donc recherché des solutions économiquement et techniquement satisfaisantes pour équilibrer les champs magnétiques des cellules d'extrémité des files, et notamment de séries de cellules formées de cellules rectangulaires longues, disposées transversalement. Description de l'invention
A cet effet, l'invention a pour objet une série de cellules d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult, comportant :
au moins une première et une deuxième files rectilignes et parallèles l'une à l'autre de cellules d'électrolyse raccordées électriquement en série,
un conducteur de raccordement entre une première cellule d'extrémité de la première file et la première cellule d'extrémité correspondante de la deuxième file, et caractérisée en ce que la série comprend au moins un circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file comportant un premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file s'étendant le long d'une première file de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité de la première file de cellules.
La demanderesse a noté que, en l'absence de circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file tel que défini ci-dessus, les cellules d'extrémité des files sont surtout affectées par un champ magnétique vertical moyen supplémentaire ΔΒζ, quand les cellules de la portion centrale des files sont correctement équilibrées magnétiquement. L'invention vise ainsi à maintenir le champ vertical supplémentaire ΔΒζ dans une fourchette limitée par une valeur minimale et une valeur maximale autour d'une valeur visée proche de zéro.
La demanderesse a eu l'idée de disposer ledit premier conducteur électrique à proximité des cellules d'extrémité notoirement instables de la file de cellules afin de pouvoir faire circuler dans ledit premier conducteur électrique un courant électrique permettant de compenser le champ magnétique produit notamment par les conducteurs de raccordement entre les files, et équilibrer les champs magnétiques au niveau des cuves des cellules d'électrolyse d'extrémité.
Le premier conducteur électrique s'étendant le long de la file de cellules s'étend parallèlement ou sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la file de cellules.
Par les termes « le long de la file de cellules », la demanderesse entend que le conducteur s'étend à proximité directe de la file de cellules, pour que son impact sur le champ magnétique dans les cellules à proximité soit maximisé, et typiquement à une distance inférieure à 5 mètres et avantageusement inférieure à 3 mètres.
Cette configuration permet en particulier de limiter sensiblement le champ magnétique vertical Bz dans ces cellules d'extrémité. L'utilisation d'un tel circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file permet en outre un ajustement fin de l'équilibrage magnétique grâce aux paramètres ajustables complémentaires qu'il procure.
Le premier conducteur électrique est parcouru lors du fonctionnement de la série par un courant continu d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file.
Le premier conducteur électrique s'étend continûment le long d'une pluralité de cellules adjacentes de la portion d'extrémité pour lesquelles un déséquilibre du champ magnétique vertical dû à la présence du conducteur de raccordement est constaté.
Une telle portion d'extrémité de la première file de cellules comporte typiquement de 3 à 10 cellules, et de préférence de 6 à 8 cellules.
Pour que l'impact stabilisant sur le champ magnétique des cellules d'extrémité de file soit adéquat et viable économiquement, le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique s'étend avantageusement sur une longueur au moins égale à trois fois l'entraxe entre deux cellules (l'entraxe entre deux cellules étant la distance entre les axes longitudinaux médians de deux cellules d'électrolyse adjacentes, correspondant typiquement à 5 à 10 mètres).
Le conducteur de raccordement ne constitue plus un élément déstabilisant pour les cellules d'électrolyse disposées au-delà de la dixième cellule en partant de la première cellule d'extrémité, du fait de la distance importante entre ces cellules et le conducteur de raccordement.
Pour le cas de séries de cellules d'électrolyse existantes, des moyens d'équilibrage magnétiques des cellules d'extrémité connus peuvent avoir déjà été installés et équilibrent correctement la première cellule d'extrémité. Auquel cas, le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique peut ne pas s'étendre le long de cette première cellule d'extrémité.
L'invention a également pour objet une méthode d'utilisation d'une série de cellules d'électrolyse. En fonctionnement, les files de cellules d'électrolyse et le conducteur de raccordement sont parcourus par un courant d'électrolyse et le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique est parcouru par un courant électrique d'équilibrage : circulant dans le même sens que le courant d'électrolyse circulant dans la première file de cellules si le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique se situe le long de la première file de cellules du côté de la deuxième file de cellules d'électrolyse ;
- circulant dans le sens opposé par rapport au courant d'électrolyse circulant dans la première file de cellules si le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique se situe le long de la première file de cellules du côté opposé à la deuxième file de cellules d'électrolyse.
Ainsi, au niveau des cellules d'extrémité de file le long desquelles le premier conducteur électrique s'étend, le courant électrique d'équilibrage génère en passant dans le premier conducteur électrique un champ magnétique vertical opposé au champ magnétique vertical généré par le courant d'électrolyse en passant dans le conducteur de raccordement.
Selon un mode de réalisation, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file comporte un deuxième conducteur électrique parallèle au premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file. Ce deuxième conducteur électrique parallèle participe à la fermeture du circuit d'équilibrage magnétique et potentiellement à la réalisation d'un circuit d'équilibrage magnétique comportant une pluralité de boucles en série. Aussi, ce deuxième conducteur électrique est parcouru par le courant électrique d'équilibrage circulant en sens inverse par rapport au courant électrique d'équilibrage circulant dans le premier conducteur électrique. Ce deuxième conducteur électrique est disposé avantageusement de manière à améliorer la configuration magnétique des cellules d'extrémité de la première file ou de la deuxième file, et à minima de manière à ce que son éventuel impact négatif sur l'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité soit minimisé et inférieur à l'impact positif du premier conducteur électrique.
Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième conducteur électrique s'étend le long de la première file de cellules uniquement en regard de la portion d'extrémité de la première file de cellules, le premier et le deuxième conducteur électrique s'étendant le long de côtés opposés de la première file de cellules. Le champ magnétique vertical généré par la circulation du même courant électrique d'équilibrage, en sens inverse, de l'autre côté de la file de cellule, dans le deuxième conducteur électrique s'additionne alors au champ magnétique vertical généré par la circulation d'un courant électrique d'équilibrage dans le premier conducteur électrique pour contrer le champ magnétique vertical déstabilisant généré par le courant circulant dans le conducteur de raccordement. Selon un autre mode de réalisation particulier, le deuxième conducteur électrique s'étend du même côté de la première file de cellules que le premier conducteur électrique, la distance entre le premier conducteur électrique et la première file de cellules étant plus petite que la distance entre le deuxième conducteur électrique et la première file de cellules. Ainsi, comme le deuxième conducteur électrique est du même côté mais plus éloigné de la première file de cellules d'électrolyse que le premier conducteur électrique, les champs magnétiques verticaux générés par la circulation du courant électrique d'équilibrage en sens inverse dans les premier et deuxième conducteurs électriques s'opposent, mais avec une intensité moindre pour le champ magnétique vertical généré par la circulation du courant électrique d'équilibrage dans le deuxième conducteur électrique que dans le premier conducteur électrique, au niveau des cellules d'extrémité de file le long desquelles le premier conducteur électrique s'étend.
Avantageusement, le deuxième conducteur électrique est plus éloigné des cellules d'électrolyse de la première file que le premier conducteur électrique de telle sorte que le rapport des valeurs du champ magnétique vertical généré par le même courant d'équilibrage circulant dans le deuxième conducteur électrique et dans le premier conducteur électrique est inférieur à 0.5 et de préférence inférieur à 0.3, au niveau des cellules d'extrémité de file le long desquelles le premier conducteur électrique s'étend. Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième conducteur électrique s'étend le long de la deuxième file de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité de la deuxième file de cellules. Ainsi, le circuit d'équilibrage magnétique permet d'équilibrer magnétiquement à la fois les cellules d'extrémité de la première file de cellules et les cellules d'extrémité correspondantes de la deuxième file de cellules. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit d'équilibrage magnétique est connecté à une station d'alimentation électrique spécifique. L'intensité du courant circulant dans le circuit d'équilibrage magnétique peut avantageusement être facilement contrôlée et ajustée. Par station d'alimentation électrique spécifique, on entend que cette station d'alimentation électrique n'alimente pas en courant le circuit d'électrolyse (conducteurs de liaison), ou des conducteurs de correction destinés à réaliser une correction magnétique sur l'ensemble des cellules de la série.
Selon un mode de réalisation préféré, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file comporte deux extrémités qui sont connectées à des conducteurs reliant électriquement des cellules d'électrolyse entre elles. Le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file est alors alimenté par au moins une partie du courant d'électrolyse circulant dans les cellules et forme une partie du circuit d'électrolyse au travers duquel circule le courant d'électrolyse de la série.
Selon un mode de réalisation préféré, le circuit d'équilibrage magnétique est connecté aux conducteurs reliant électriquement des cellules d'électrolyse entre elles en parallèle avec un ou plusieurs conducteurs électriques dits parallèles. Ainsi une partie seulement du courant d'électrolyse circule dans le circuit d'équilibrage magnétique.
Avantageusement, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file forme une partie du conducteur de raccordement. L'équilibrage électrique entre les conducteurs électriques dits parallèles et le circuit d'équilibrage magnétique est ainsi facilité.
Selon un mode de réalisation préféré, la série de cellules d'électrolyse comporte un circuit de correction comportant au moins un premier conducteur de correction, s'étendant le long de la première file, un deuxième conducteur de correction s'étendant le long de la deuxième file, et au moins un conducteur de correction de raccordement entre les premier et deuxième conducteurs de correction, et dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file comporte deux extrémités qui sont connectées au circuit de correction.
Tel que présenté en préambule, certaines séries comportent un ou plusieurs circuits de correction s'étendant le long de l'ensemble des cellules d'électrolyse de la série pour corriger les champs magnétiques déstabilisant générés par les courants de forte intensité circulant dans les circuits de conducteurs de cellule à cellule ou dans la file de cellules voisine. Le circuit de correction fait partie intégrante de la série et est alimenté en courant électrique. Cette solution est donc particulièrement avantageuse car elle ne nécessite pas l'installation d'une station d'alimentation spécifique qui représente un coût d'équipement important et peut en outre s'avérer difficile à installer du fait de l'encombrement nécessaire.
Avantageusement, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file est connecté en série entre deux portions du circuit de correction. Comme les premier et deuxième conducteurs de correction s'étendent le long de l'ensemble des cellules d'électrolyse, il suffit de connecter le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file en série en un point intermédiaire du circuit de correction à un endroit approprié le long des files de cellule. Le courant de correction circulant dans le circuit de correction passe également dans le circuit d'équilibrage magnétique et devient dans ce circuit d'équilibrage magnétique le courant d'équilibrage magnétique. Selon un mode de réalisation préféré, le premier conducteur de correction s'étend le long de la première file du côté de la deuxième file, et le deuxième conducteur de correction s'étend le long de la deuxième file du côté de la première file de cellules. Le premier conducteur et le deuxième conducteur du circuit d'équilibrage magnétique connecté au circuit de correction sont avantageusement disposés à l'extérieur des deux files de cellules. Le côté extérieur des files de cellules, opposé au circuit de correction, est moins encombré que le côté intérieur et la mise en place du circuit d'équilibrage magnétique facilitée. Un tel circuit d'équilibrage magnétique peut notamment être mis en place sur une série existante comportant déjà un circuit de correction disposé à l'intérieur des deux files de cellules.
Selon un mode de réalisation particulier, le conducteur de raccordement comporte un conducteur d'équilibrage magnétique de la première cellule d'extrémité longeant la première cellule d'extrémité perpendiculairement à l'axe longitudinal de la file de cellules, et le premier conducteur électrique ne s'étend pas le long de la première cellule d'extrémité. La première cellule d'extrémité est déjà équilibrée magnétiquement via le conducteur d'équilibrage magnétique de la première cellule d'extrémité, de sorte que modifier son champ magnétique au moyen du premier conducteur électrique aurait pour conséquence de la déstabiliser.
Selon un mode de réalisation particulier, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file comporte un conducteur transversal reliant électriquement le circuit de correction au premier conducteur électrique, le conducteur transversal s'étendant sous la file de cellules.
Selon un mode de réalisation, le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file forme une pluralité de boucles et le premier conducteur électrique d'équilibrage magnétique est formé par une pluralité de brins de boucle s'étendant côte à côte le long de la première file de cellules uniquement en regard de la portion d'extrémité de la première file de cellules. Le courant circule dans le même sens dans chacun des brins de boucle du premier conducteur électrique et l'impact sur le champ magnétique du courant circulant dans le premier conducteur électrique est la somme de l'impact sur le champ magnétique du courant circulant dans chacun des brins de boucle formant le premier conducteur électrique.
Selon un mode de réalisation préféré, les cellules sont disposées transversalement par rapport aux files de cellules. Les cellules d'électrolyse sont typiquement raccordées électriquement en série au moyen de conducteurs électriques de liaison reliant la cathode d'une cellule d'électrolyse à l'anode de la cellule d'électrolyse suivante.
L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide des figures annexées.
La figure 1 représente, de manière simplifiée et en coupe transversale, deux cellules d'électrolyse successives (n ; n+1 ) typiques d'une file de cellules.
Les figures 2 à 4 illustrent, de manière schématique, différents modes de réalisation d'une série de cellules d'électrolyse selon l'invention comportant deux files et des circuits d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité.
La figure 5 illustre, de manière schématique, un mode de réalisation de l'invention dans lequel une partie du courant d'électrolyse de la série est utilisée pour alimenter des circuits d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité.
La figure 6 illustre, de manière schématique, une série de cellules d'électrolyse selon l'état de l'art comportant deux files et un circuit de correction.
La figure 7 illustre, de manière schématique, une extrémité de série de cellules d'électrolyse selon l'invention comportant deux files et des circuits d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité connectés à un circuit de correction.
La figure 8 illustre, de manière schématique, une extrémité de série dans laquelle chaque circuit d'équilibrage magnétique forme deux boucles.
La figure 9 illustre, de manière schématique, une extrémité de série de cellules d'électrolyse selon l'invention comportant deux files, un agencement particulier du conducteur de raccordement permettant d'équilibrer magnétiquement la première cellule d'extrémité et des circuits d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité connectés à un circuit de correction.
L'invention concerne une série 1 de cellules d'électrolyse comprenant, comme le montre les figures 2 à 5, 7 et 8, une pluralité de cellules d'électrolyse 100, 100' de forme sensiblement rectangulaire, qui sont agencées de manière à former au moins deux files F, F' de cellules sensiblement rectilignes, parallèles et ayant chacune un axe longitudinal A, A'.
Les cellules 100 sont typiquement disposées transversalement (c'est-à-dire de façon à ce que leur axe principal ou côté long soit perpendiculaire à l'axe longitudinal A, A' desdites files) et situées à la même distance les unes des autres. Les cellules d'électrolyse 100 ont typiquement un côté long supérieur à 3 fois leur côté court. Les files F, F' sont séparées d'une distance dépendant de choix technologiques qui tiennent compte notamment de l'intensité l0 du courant d'électrolyse de la série et de la configuration des circuits de conducteurs. La distance D entre les deux files est typiquement comprise entre 30 et 100 m pour les séries récentes.
Tel qu'illustré à la figure 1 , chaque cellule d'électrolyse 100 de la série 1 comprend typiquement une cuve 3, des anodes 4 supportées par les moyens de fixation comportant typiquement une tige 5 et un multipode 6 et reliées mécaniquement et électriquement à un cadre anodique 7 à l'aide de moyens de raccordement 8. La cuve 3 comprend un caisson métallique, habituellement renforcé par des raidisseurs, et un creuset formé par des matériaux réfractaires et des éléments cathodiques disposés à l'intérieur du caisson. Le caisson comporte généralement des parois latérales verticales. En fonctionnement, les anodes 4, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans un bain d'électrolyte (non illustré) contenu dans la cuve. La cuve 3 comprend un ensemble cathodique 9 muni de barres cathodiques 10, typiquement en acier, dont une extrémité 11 sort de la cuve 3 de manière à permettre un raccordement électrique aux conducteurs de liaison 12 à 17 entre cellules.
Les conducteurs de liaison 12 à 17 sont raccordés aux dites cellules 100 de façon à former une série électrique, qui constitue le circuit électrique d'électrolyse de la série de cellules d'électrolyse. Les conducteurs de liaison comprennent typiquement des conducteurs flexibles 12, 16, 17, des conducteurs de liaison amont 13 et des montées 14, 15. Les conducteurs de liaison, notamment amont, peuvent, en tout ou partie, passer sous la cuve et/ou la contourner.
La figure 2 illustre de façon schématique un mode de réalisation comprenant une série composée de deux files F, F' de cellules 100 d'électrolyse orientées transversalement par rapport à l'axe longitudinal A, A' des files. Les files sont rectilignes et disposées parallèlement entre elles. Les files, et plus particulièrement les premières cellules d'extrémité 100' correspondantes des deux files F, F', sont liées électriquement entre elles par des conducteurs de raccordement 20. Les conducteurs de raccordement 20 sont formés seulement de conducteurs électriques ou de conducteurs électriques associés à une station d'alimentation électrique.
Avantageusement la série comporte en outre quatre circuits électriques d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité. Ainsi un circuit d'équilibrage magnétique 21 équilibre le champ magnétique au niveau de chacune des deux extrémités des deux files F, F'. Ces circuits d'équilibrage magnétique sont disposés au niveau des cellules d'extrémité des files à l'extérieur des files F, F' de cellules, c'est-à-dire hors de l'espace entre les deux files F, F' de cellules. Chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 comporte un premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité qui s'étend le long d'une file F, F' de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité P de ladite file F, F' de cellules.
Par cellules d'extrémité, on entend les n cellules d'extrémité adjacentes en partant de la première cellule d'extrémité 100' d'une file de cellules qui sont impactées magnétiquement par la circulation du courant d'électrolyse l0 dans le conducteur de raccordement 20. Typiquement, n est compris entre 3 et 10. La portion d'extrémité P de la file de cellules en regard de laquelle s'étend le premier conducteur électrique 22 se limite donc à un segment de la file longeant les cellules d'extrémité.
Chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 comporte en outre un deuxième conducteur électrique 23 sensiblement parallèle au premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité et disposé à une distance plus importante de la file de cellules que le premier conducteur électrique 22.
Les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23 sont connectés électriquement ensemble au moyen de conducteurs transversaux 24 pour former un circuit électrique fermé autour d'une station d'alimentation électrique 30 connectée avantageusement en un point du deuxième conducteur électrique 23.
Le premier conducteur électrique 22, qui s'étend le long de la file F, F' devant les cellules d'extrémité, permet de limiter sensiblement le champ magnétique vertical Bz dans les cellules d'extrémité lorsqu'il est parcouru par un courant d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité d'intensité h et de sens opposé au courant d'électrolyse l0 circulant dans les cellules d'extrémité de la file F, F' devant laquelle il s'étend. Le deuxième conducteur électrique 23 est plus éloigné des cellules d'extrémité que le premier conducteur électrique 22 de sorte que le champ magnétique qu'il génère impact peu la stabilité des cellules d'extrémité. Du fait de leur éloignement et de leur faible longueur, les conducteurs transversaux 24 impactent peu la stabilité des cellules d'extrémité.
Avantageusement, pour une série parcourue par un courant d'électrolyse l0 compris entre 300kA et 600kA avec des files de cellules distantes de 30 à 80 mètres :
le premier conducteur électrique 22 longeant la file de cellules s'étend à une distance du bord des cellules d'extrémité inférieure à 5 mètres, avantageusement inférieure à 3 mètres ; le deuxième conducteur électrique 23 est disposé à une distance du bord des cellules d'extrémité supérieure à 7 mètres, avantageusement supérieure à 10 mètres ;
le courant d'équilibrage des cellules d'extrémité est compris entre 30 et 150kA.
L'intensité du courant d'équilibrage \ et donc l'équilibrage magnétique résultant, peut être facilement contrôlé et ajusté du fait de l'utilisation d'une station d'alimentation électrique spécifique.
La figure 3 illustre de façon schématique un autre mode de réalisation dans lequel chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 entoure les cellules d'extrémité de la file de cellules. Chaque circuit d'équilibrage magnétique comporte :
un premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité qui s'étend le long d'une file F, F' de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité P de ladite file F, F' de cellules, côté extérieur par rapport aux deux files de cellules ;
un deuxième conducteur électrique 23' d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité et s'étendant le long de la même file F, F' de cellules que le premier conducteur électrique 22 uniquement en regard d'une portion d'extrémité P de la file F, F' de cellules, côté intérieur par rapport aux deux files de cellules, c'est-à- dire entre les deux files F, F' de cellules ;
des conducteurs transversaux 24 connectant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23' pour former un circuit électrique fermé autour d'une station d'alimentation électrique 30 connectée en un point du deuxième conducteur électrique 23'.
Les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23', qui s'étendent le long de la file F, F' devant les cellules d'extrémité, permettent de limiter sensiblement le champ magnétique vertical Bz dans les cellules d'extrémité lorsqu'ils sont parcourus par un courant d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité d'intensité \^, de sens opposé au courant d'électrolyse l0 circulant dans les cellules d'extrémité de la file F, F' devant laquelle il s'étend pour le premier conducteur électrique 22 et de sens identique au courant d'électrolyse l0 circulant dans les cellules d'extrémité de la file F, F' devant laquelle il s'étend pour le deuxième conducteur électrique 23'. Dans ce mode de réalisation, les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23' ont un impact magnétique bénéfique cumulatif. Les conducteurs transversaux 24 peuvent notamment passer sous les files F, F' de cellules. Du fait de leur faible longueur, les conducteurs transversaux 24 impactent peu la stabilité des cellules d'extrémité.
Avantageusement, pour une série parcourue par un courant d'électrolyse l0 compris entre 300kA et 600kA avec des files de cellules distantes de 30 à 80 mètres :
les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23' longeant la file de cellules ' s'étendent à une distance du bord des cellules d'extrémité inférieure à 5 mètres, avantageusement inférieure à 3 mètres ;
le courant d'équilibrage h des cellules d'extrémité est compris entre 15 et 75kA.
La figure 4 illustre de façon schématique un autre mode de réalisation d'une série de deux files F, F de cellules comportant deux circuits électriques d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité, dans lequel chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 est disposé entre les deux files F, F' de cellules. Chaque circuit d'équilibrage magnétique comporte :
un premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité qui s'étend le long de la première file F de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité P de ladite file F de cellules, côté intérieur par rapport aux deux files de cellules ;
un deuxième conducteur électrique 23" d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité et qui s'étend le long de la deuxième file F' de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité P' de ladite file F' de cellules, côté intérieur par rapport aux deux files de cellules ;
des conducteurs transversaux 24 connectant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23" pour former un circuit électrique fermé autour d'une station d'alimentation électrique 30 connectée en un point d'un des conducteurs transversaux 24.
Les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23", qui s'étendent respectivement le long des files F et F' devant les cellules d'extrémité, permettent de limiter sensiblement le champ magnétique vertical Bz dans les cellules d'extrémité de la file devant laquelle ils s'étendent lorsqu'ils sont parcourus par un courant d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité d'intensité \ de sens identique au courant d'électrolyse l0 circulant dans les cellules d'extrémité de la file F, F' devant laquelle ils s'étendent. Dans ce mode de réalisation, les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23" ont un impact magnétique bénéfique sur les cellules d'extrémité des deux files F et F' de cellules qu'ils longent respectivement.
Les conducteurs transversaux 24, de longueur conséquente entre les deux files F, F' impactent seulement légèrement négativement la stabilité des cellules, du fait que le courant h circulant dans les conducteurs transversaux 24 est d'intensité moindre que le courant d'électrolyse l0 circulant dans les conducteurs de raccordement 20. L'impact négatif de ces conducteurs transversaux 24 est bien inférieur à l'impact positif des premier et deuxième conducteurs qui sont positionnés au plus près des cellules d'extrémité.
Avantageusement, pour une série parcourue par un courant d'électrolyse l0 compris entre 300kA et 600kA avec des files de cellules distantes de 30 à 80 mètres :
les premier et deuxième conducteurs électriques 22, 23" s'étendent à une distance du bord des cellules d'extrémité inférieure à 5 mètres, avantageusement inférieure à 3 mètres ;
- le courant d'équilibrage h des cellules d'extrémité est compris entre 30 et 150kA.
La figure 5 illustre de façon schématique une extrémité d'une série comportant des circuits électriques d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité reprenant les mêmes principes d'équilibrage magnétique que ceux présentés en référence à la figure 2. La méthodologie d'alimentation en courant électrique de ce circuit d'équilibrage magnétique diffère. Au lieu d'être alimenté en courant électrique au moins d'une station d'alimentation électrique spécifique, chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 est alimenté à partir du courant d'électrolyse l0 circulant dans les cellules d'électrolyse de la série.
Le circuit d'équilibrage magnétique 21 comporte un premier conducteur électrique 22, un deuxième conducteur électrique 23 et des conducteurs transversaux 24 reliant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques entre eux ou reliant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques à des conducteurs reliant électriquement entre elles les cellules d'électrolyse d'extrémité 100' correspondantes des deux files voisines.
Les conducteurs transversaux 24 forment deux extrémités du circuit d'équilibrage magnétique qui sont connectées à des conducteurs reliant électriquement deux cellules d'électrolyse entre elles. Le circuit d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité forme une partie du circuit d'électrolyse, et plus particulièrement du conducteur de raccordement 20, au travers duquel circule le courant d'électrolyse de la série. Le circuit d'équilibrage magnétique est connecté aux conducteurs reliant électriquement les cellules d'électrolyse d'extrémité 100' en parallèle d'un conducteur électrique dit parallèle 25. Ainsi, en opération, une partie du courant d'électrolyse l0, correspondant au courant d'équilibrage magnétique \u circule dans le circuit d'équilibrage magnétique. Une autre partie du courant d'électrolyse l0, d'intensité égale à l0 - li, circule dans le conducteur électrique dit parallèle 25.
Ce mode de réalisation présente l'avantage d'éliminer le besoin d'utiliser une station d'alimentation spécifique.
La figure 6 illustre, de façon schématique, une série de cellules d'électrolyse selon l'état de l'art comportant deux files F, F' de cellules et un circuit de correction 26 disposé entre les deux files de cellules. Ce circuit de correction 26 comporte deux conducteurs de correction 27 s'étendant le long de chacune des files F, F' de cellules entre les deux files F, F', des conducteurs de correction de raccordement 28 entre les deux conducteurs de correction 27 et une station d'alimentation électrique 31 du circuit de correction. Un tel circuit de correction permet notamment de compenser au niveau d'une file le champ magnétique généré par le courant d'électrolyse l0 circulant dans la file voisine. Les conducteurs de correction sont typiquement parcourus par un courant de correction l2 circulant dans le même sens que le courant d'électrolyse l0 circulant dans la file qu'ils longent.
Pour une série parcourue par un courant d'électrolyse l0 compris entre 300kA et 600kA avec des files de cellules distantes de 30 à 80 mètres, le courant de correction l2 est typiquement compris entre 30 et 150kA.
La figure 7 illustre de façon schématique une extrémité d'une série comportant des circuits électriques d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité et un circuit de correction tel que présenté en référence à la figure 6. Les circuits d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité reprennent les mêmes principes d'équilibrage magnétique que ceux présentés en référence aux figures 2 et 5. Par contre, la méthodologie d'alimentation en courant électrique de ce circuit d'équilibrage magnétique diffère. Chaque circuit d'équilibrage magnétique 21 est alimenté à partir du courant de correction l2 circulant dans les conducteurs 27, 28 du circuit de correction 26.
Le circuit d'équilibrage magnétique 21 comporte un premier conducteur électrique 22, un deuxième conducteur électrique 23 et des conducteurs transversaux 24 reliant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques entre eux ou reliant électriquement les premier et deuxième conducteurs électriques à des conducteurs 27, 28 du circuit de correction 26.
Les conducteurs transversaux 24 forment ainsi deux extrémités du circuit d'équilibrage magnétique qui sont connectées aux conducteurs 27, 28 du circuit de correction 26. Le circuit d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité forme alors une partie du circuit de correction 26 au travers duquel circule le courant de correction.
Le circuit d'équilibrage magnétique est plus particulièrement connecté aux conducteurs 27, 28 du circuit de correction en série entre deux portions du circuit de correction. Ainsi, en opération, la totalité du courant de correction l2 circule dans le circuit d'équilibrage magnétique. Ainsi, l'intensité du courant d'équilibrage magnétique h est égale à l'intensité du courant de correction l2.
Ce mode de réalisation présente l'avantage d'éliminer le besoin d'utiliser une station d'alimentation spécifique pour le circuit d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité. Comme les conducteurs 27, 28 du circuit de correction s'étendent le long des files F, F' sur toute la longueur des files, le raccordement électrique du circuit d'équilibrage magnétique 21 est aisé et réalisable en tout point considéré approprié. Le positionnement du circuit d'équilibrage magnétique 21 du côté opposé de la file F, F' par rapport au conducteur de correction 27 correspondant est avantageux pour des raisons d'encombrement et car l'insertion des cellules d'extrémité entre le premier conducteur électrique 22 et le conducteur de correction 27 est particulièrement stabilisant pour ces cellules d'extrémité.
La figure 8 illustre de façon schématique une extrémité d'une série comportant des circuits électriques d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité et un circuit de correction. Le circuit d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité de file forme deux boucles et le premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique est formé par les deux brins de boucle 29 du circuit d'équilibrage magnétique s'étendant côte à côte le long de la file de cellules uniquement en regard de la portion d'extrémité P de la file de cellules.
Le courant circule dans le même sens dans chacun des brins de boucle 29 s'étendant côte à côte pour former le premier conducteur électrique 22 et l'impact sur le champ magnétique du courant circulant dans le premier conducteur électrique est la somme de l'impact sur le champ magnétique du courant circulant dans chacun des brins de boucle 29 formant le premier conducteur électrique 22.
Comme le circuit d'équilibrage magnétique est connecté en série aux conducteurs 27, 28 du circuit de correction la totalité du courant de correction l2 circule dans chacun des brins de boucle 29 du circuit d'équilibrage magnétique 21. Ainsi, l'intensité du courant d'équilibrage magnétique circulant dans le premier conducteur électrique 22 est égale à deux fois l'intensité du courant de correction l2.
La figure 9 illustre de façon schématique une variante du mode de réalisation de la figure 7 dans lequel le conducteur de raccordement 20 comporte un conducteur 40 d'équilibrage magnétique de la première cellule d'extrémité 100' longeant cette première cellule d'extrémité 100' perpendiculairement à l'axe longitudinal de la file F, F' de cellules. Au moins une partie du courant d'électrolyse l0 circule dans le conducteur 40 dans un sens opposé au sens de circulation du courant d'électrolyse l0 dans la branche principale du conducteur de raccordement 20 s'étendant entre les deux files F, F'. L'impact magnétique négatif engendré par le conducteur de raccordement 20 est ainsi contré au niveau de la première cellule d'extrémité 100' longée par le conducteur 40. Il n'est donc pas nécessaire d'équilibrer magnétiquement cette première cellule d'extrémité 100' au moyen du circuit 21 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file. La portion d'extrémité P de la file en regard de laquelle s'étend le premier conducteur électrique 22 du circuit d'équilibrage magnétique 21 des cellules d'extrémité de file ne comprend alors avantageusement pas la première cellule d'extrémité 100'. Le premier conducteur électrique 22 s'étendant le long de la file F, F' de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité P ne longe pas la première cellule d'extrémité.
Le conducteur transversal 24 reliant électriquement les conducteurs 27, 28 du circuit de correction 26 au premier conducteur électrique 22 s'étend sous la file F, F' de cellules et plus particulièrement sous la première cellule d'extrémité 100'.
Il est ainsi possible d'améliorer la stabilité des cellules d'extrémité d'une série d'électrolyse existante comprenant un arrangement d'équilibrage magnétique de la première cellule d'extrémité du type connu des demandes de brevet européen EP 0 342 033 ou chinois CN 2 477 650.
Comme représenté sur les figures, le courant d'électrolyse l0 parcoure les files F, F' de cellules d'électrolyse 100 et le conducteur de raccordement 20 et le premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique est parcouru par un courant électrique d'équilibrage :
circulant dans le même sens que le courant d'électrolyse l0 circulant dans la file F, F' de cellules qu'il longe si le premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique se situe le long de la file F, F' du côté de l'autre file de cellules d'électrolyse de la série ; circulant dans le sens opposé par rapport au courant d'électrolyse l0 circulant dans la file F, F' de cellules qu'il longe si le premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique se situe le long de la file F, F' de cellules du côté opposé à l'autre file de cellules d'électrolyse de la série. Le deuxième conducteur électrique 23 d'équilibrage magnétique est également parcouru par le courant électrique d'équilibrage mais circulant dans le sens inverse du courant électrique d'équilibrage circulant dans le premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Série (1 ) de cellules d'électrolyse (100) destinée à la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult, comportant :
au moins une première et une deuxième files (F, F') rectilignes et parallèles l'une à l'autre de cellules d'électrolyse raccordées électriquement en série,
un conducteur de raccordement (20) entre une première cellule d'extrémité (100') de la première file et la première cellule d'extrémité (100') correspondante de la deuxième file,
et caractérisée en ce que la série comprend au moins un circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file comportant un premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file s'étendant le long de la première file de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité (P) de la première file de cellules.
2. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 1 , dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file comporte un deuxième conducteur électrique (23, 23', 23") parallèle au premier conducteur électrique 22 d'équilibrage magnétique des cellules d'extrémité de file.
3. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 2, dans laquelle le deuxième conducteur électrique (23') s'étend le long de la première file (F, F') de cellules uniquement en regard de la portion d'extrémité (P) de la première file de cellules, le premier et le deuxième conducteurs électrique (22, 23) s'étendant le long de côtés opposés de la première file de cellules.
4. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 2, dans laquelle le deuxième conducteur électrique (23) s'étend du même côté de la première file (F, F') de cellules que le premier conducteur électrique (22), la distance entre le premier conducteur électrique et la première file de cellules étant plus petite que la distance entre le deuxième conducteur électrique et la première file de cellules.
5. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 4, dans laquelle le deuxième conducteur électrique (23") s'étend le long de la deuxième file (F, F') de cellules uniquement en regard d'une portion d'extrémité (Ρ') de la deuxième file de cellules.
6. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file comporte deux extrémités qui sont connectées à une station d'alimentation (30).
7. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21) des cellules d'extrémité de file comporte deux extrémités qui sont connectées à des conducteurs reliant électriquement des cellules d'électrolyse entre elles.
8. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications 1 à 5, comportant un circuit de correction (26) comportant au moins un premier conducteur de correction (27), s'étendant le long de la première file (F, F'), un deuxième conducteur de correction (27) s'étendant le long de la deuxième file (F, F'), et au moins un conducteur de correction de raccordement (28) entre les premier et deuxième conducteurs de correction (27), et dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file comporte deux extrémités qui sont connectées au circuit de correction (26).
9. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 8, dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file est connecté en série entre deux portions du circuit de correction (26).
10. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications 8 et 9, dans laquelle le premier conducteur de correction (27) s'étend le long de la première file (F, F') du côté de la deuxième file, et le deuxième conducteur de correction (27) s'étend le long de la deuxième file (F, F') du côté de la première file de cellules.
1 1. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications 8 à 10, dans laquelle le premier conducteur (22) et le deuxième conducteur (23) du circuit d'équilibrage magnétique (21 ) connecté au circuit de correction (26) sont disposés à l'extérieur des deux files (F, F') de cellules.
12. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le conducteur de raccordement (20) comporte un conducteur (40) d'équilibrage magnétique de la première cellule d'extrémité (100') longeant la première cellule d'extrémité perpendiculairement à l'axe longitudinal de la file (F, F') de cellules, et dans laquelle le premier conducteur électrique (22) ne s'étend pas le long de la première cellule d'extrémité.
13. Série de cellules d'électrolyse selon la revendication 12 lorsqu'elle dépend de la revendication 1 1 , dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21 ) des cellules d'extrémité de file comporte un conducteur transversal (24) reliant électriquement le circuit de correction (26) au premier conducteur électrique (22), le conducteur transversal s'étendant sous la file (F, F) de cellules.
14. Série de cellules d'électrolyse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le circuit d'équilibrage magnétique (21) des cellules d'extrémité de file forme une pluralité de boucles et le premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique est formé par une pluralité de brins de boucle (29) s'étendant côte à côte le long de la première file (F, F') de cellules uniquement en regard de la portion d'extrémité P de la première file de cellules.
15. Série d'électrolyse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la portion d'extrémité (P) de la première file (F, F') de cellules comporte de 3 à 10 cellules, et de préférence de 6 à 8 cellules. 16. Méthode d'utilisation d'une série (1 ) de cellules d'électrolyse (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les files (F, F') de cellules d'électrolyse et le conducteur de raccordement (20) sont parcourus par un courant d'électrolyse (l0) et dans laquelle le premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique est parcouru par un courant électrique d'équilibrage (h) :
- circulant dans le même sens que le courant d'électrolyse (l0) circulant dans la première file (F, F') de cellules si le premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique se situe le long de la première file de cellules du côté de la deuxième file (F, F') de cellules d'électrolyse ;
circulant dans le sens opposé par rapport au courant d'électrolyse (l0) circulant dans la première file de cellules (F, F') si le premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique se situe le long de la première file de cellules du côté opposé à la deuxième file (F, F') de cellules d'électrolyse.
17. Méthode d'utilisation d'une série de cellules d'électrolyse selon la revendication
16. dans laquelle la série (1 ) comporte un deuxième conducteur électrique (23, 23', 23") d'équilibrage magnétique et dans laquelle ce deuxième conducteur électrique d'équilibrage magnétique est parcouru par le courant électrique d'équilibrage (h) mais circulant dans le sens inverse du courant électrique d'équilibrage (l^ circulant dans le premier conducteur électrique (22) d'équilibrage magnétique.
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