FR2476686A1

FR2476686A1 - Carbon paste feeder for continuous anode mfr. - in cells used for aluminium prodn. by electrolysis of molten cryolite

Info

Publication number: FR2476686A1
Application number: FR8004661A
Authority: FR
Inventors: Francis Buinier; Gilbert Mathonner; Andre Mure-Ravaud
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-08-28
Also published as: FR2476686B1; ES8201640A1; ES499812A0

Abstract

A storage hopper contains flat pellets of carbon paste, which are lifted by a bucket elevator and fed onto a distributor. The distributor consists of a conveyor belt travelling round two rollers with horizontal axes, at 0.5-5 metres/second(m/s); and the distributor can be swivelled on a vertical axis, and also tilted. The distributor can pref. be swivelled through 180 deg. on a vertical axis; and can pref. be tilted upwards by 10 deg.; and downwards by 10 deg. on the horizontal axis of its rear roller. Appts. is used in continuous mfr. of a self-baking anode, where the carbon paste pellets are fed onto the top of anodes in electrolysis cells. For an anode with a cross-section of 6.7 x 2.4 metres, feeding is achieved in 5 minutes, using three chargings/week; and the feeder spreads the pellets uniformly across the anodes.

Description

DISPOSITIF D'ALI1ENTATION EN PATE CARBONEE
DE LA PARTIE SUPERIEURE D'UNE ANODE CONTINUE
La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en pâte carbonée de la partie supérieure d'une anode continue et en particulier, d'une anode du type à "auto-cuisson" ou "Soderberg", utilisée dans les cellules d'électrolyse ignée pour la production d'aluminium à partir d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue.CARBONATE PASTE FEEDING DEVICE
OF THE UPPER PART OF A CONTINUOUS ANODE
The present invention relates to a device for supplying carbonaceous paste to the upper part of a continuous anode and in particular of an anode of the "self-cooking" or "Soderberg" type, used in igneous electrolysis cells. for the production of aluminum from alumina dissolved in molten cryolite.

Dans les cuves d'électrolyse ignée de ce type, l'anode s'use à sa partie inférieure du fait de la combustion provoquée par l'oxygène provenant de la décomposition de l'alumine. Pour compenser cette usure, on descend progressivement l'anode qui est suspendue à un portique appelé "croisillon", au moyen de tiges métalliques dites "goujons", qui assurent à la fois sa suspension mécanique et son alimentation en courant. Périodiquement, on doit arracher les goujons et les replanter dans l'anode à un niveau supérieur avant qu'ils ne soient descendus jusqu'au niveau de l'électrolyte et, en outre, on doit alimenter l'anode, à sa partie supérieure, en pâte carbonée.In igneous electrolytic cells of this type, the anode wears at its lower part due to the combustion caused by the oxygen coming from the decomposition of the alumina. To compensate for this wear, the anode is progressively lowered, which is suspended from a gantry called a "cross", by means of metal rods called "studs", which provide both its mechanical suspension and its current supply. Periodically, the studs must be torn off and replanted in the anode at a higher level before they have descended to the level of the electrolyte and, in addition, the anode, at its upper part, must be supplied with water. in carbonaceous paste.

Cette pâte carbonée est constituée par un mélange de coke et de brai préalablement malaxé à chaud et mis sous forme de plaquettes.This carbonaceous paste consists of a mixture of coke and pitch previously kneaded hot and put in the form of platelets.

On a utilisé, jusqu a ces dernières années, des pâtes carbonées relativement "grasses" avec une proportion de brai pouvant aller de 30 à 34 %, qui passent entre 160 et 200 C par un état suffisamment fluide pour s'étant ler spontanément sur toute la surface de l'anode, meme si on procède au chargement en un seul point ou en un nombre limité de points.We have used, until recent years, relatively "fatty" carbonated pastes with a proportion of pitch which can range from 30 to 34%, which pass between 160 and 200 C in a sufficiently fluid state to have spontaneous ler on any the surface of the anode, even if the loading is carried out at a single point or at a limited number of points.

Cependant, la tendance actuelle est de revenir à des pâtes plus "sèches", telles qu'on les utilisait à l'origine, en particulier dans les cellules d'électrolyse à goujons horizontaux ou obliques, avec une teneur en brai pouvant se situer entre 26 et 30 t. Une des raisons de ce changement est de supprimer le dégagement des fumées dûes au départ des constituants volatils du brai au moment du passage de la pâte à l'état fluide, ces fumées constituant une nuisance et rendant souvent pénible le séjour prolongé dans les salles d'électrolyse. However, the current trend is to revert to drier "dough", as it was originally used, in particular in electrolysis cells with horizontal or oblique studs, with a pitch content which may be between 26 and 30 t. One of the reasons for this change is to suppress the release of fumes due to the departure of the volatile constituents of the pitch when the dough passes to the fluid state, these fumes constituting a nuisance and often making prolonged stay in the rooms difficult. 'electrolysis.

Mais, du fait de leur teneur réduite en brai, ces pâtes carbonées "sè- ches" ne passent pas par un état véritablement fluide et ne peuvent, de ce fait, s'étaler spontanément sur toute la surface de l'anode. A partir d'un point de chargement, il faut donc procéder, avec des rateaux, à un étalement manuel, rendu pénible par la chaleur intense régnant à proximité de la cuve, difficile en raison de la largeur des anodes sur les grandes cuves modernes (plus de deux mètres) et de l'encombrement de l'espace par les goujons verticaux, et dangereux en raison de la proximité de métal et de bain en fusion. However, because of their reduced pitch content, these “dry” carbonaceous pastes do not pass through a truly fluid state and cannot, therefore, spontaneously spread over the entire surface of the anode. From a loading point, it is therefore necessary to carry out, with rakes, a manual spreading, made painful by the intense heat prevailing near the tank, difficult because of the width of the anodes on large modern tanks ( more than two meters) and the space taken up by the vertical studs, and dangerous due to the proximity of metal and molten bath.

On a déjà décrit des dispositifs de chargement de pâtes carbonées sur les anodes Soderberg, en particulier dans les brevets français 1 213 015 au nom de PECHINEY, et 2 117 758 au nom de PROEKTNO-KONSTRUKTORSKY TEKHNOLO- GI(31ESKY INSTITUT, mais ces engins, qui comprennent essentiellement une trémie de stockage, un élévateur et un distributeur, ne sont pas adaptés au problème de la distribution régulière de plaquettes de pâte sèche sur toute la surface de l'anode, car ils ne peuvent assurer qu'un chargement localisé.Devices for loading carbonaceous pastes have already been described on the Soderberg anodes, in particular in French patents 1,213,015 in the name of PECHINEY, and 2,117,758 in the name of PROEKTNO-KONSTRUKTORSKY TEKHNOLO-GI (31ESKY INSTITUT, but these devices , which essentially comprise a storage hopper, an elevator and a distributor, are not adapted to the problem of the regular distribution of dry paste wafers over the entire surface of the anode, because they can only ensure localized loading.

L'objet de la présente invention est un dispositif permettant la distribution de la pâte carbonée sur toute la surface de l'anode, à partir d'une trémie de stockage amenée à proximité de la cuve d'électrolyse, comportant un dispositif élévateur, prélevant la pâte dans la trémie de stockage, un dispositif distributeur et un dispositif répartiteur constitué par un tapis roulant, circulant sur deux rouleaux d'axe sensiblement horizontal, dont l'orientation et l'inclinaison sont réglables, et qui est animé d'une vitesse linéaire pouvant se situer entre 0,5 et 5 mètres par seconde.The object of the present invention is a device allowing the distribution of the carbonaceous paste over the entire surface of the anode, from a storage hopper brought near the electrolysis tank, comprising a lifting device, taking up the dough in the storage hopper, a distributor device and a distributor device constituted by a conveyor belt, circulating on two rollers of substantially horizontal axis, whose orientation and inclination are adjustable, and which is driven by a speed linear can be between 0.5 and 5 meters per second.

L'orientation du tapis roulant peut s'effectuer par une rotation pouvant atteindre environ 1700, autour d'un axe vertical situé sensiblement au niveau du rouleau arrière.The orientation of the treadmill can be achieved by a rotation of up to about 1700, around a vertical axis located substantially at the rear roller.

L'inclinaison peut varier entre environ + 10 et - 100 par rapport à l'hori- zontale, par rotation autour de l'axe du rouleau arrière.The inclination can vary between approximately + 10 and - 100 relative to the horizontal, by rotation around the axis of the rear roller.

L'ensemble du dispositif d'alimentation est, de préférence, monté sur un chassis mobile, tracté ou automoteur.The entire supply device is preferably mounted on a mobile, towed or self-propelled chassis.

La figure 1 représente un dispositif d'alimentation en pâte carbonée conforme à l'invention.FIG. 1 represents a device for feeding carbonaceous paste in accordance with the invention.

Il comprend une trémie de stockage (1), de grand volume, qui contient la réserve de pâte carbonée. Le plus souvent, la pâte se trouve sous- forme de plaquettes, d'un poids unitaire d'environ 100 grammes. Un élévateur (2) de tout type connu, par exemple à godets, amène les boulets dans la goulotte (3) d'où ils s'écoulent par les couloirs distributeurs (4) et (5) vers le répartiteur (6). L'un des couloirs (4) ou (5) peut être muni d'un dispositif de pesée continue de la pâte carbonée.It includes a storage hopper (1), of large volume, which contains the reserve of carbonaceous paste. Most often, the dough is in the form of platelets, with a unit weight of about 100 grams. An elevator (2) of any known type, for example with buckets, brings the balls into the chute (3) from where they flow through the distributor passages (4) and (5) towards the distributor (6). One of the corridors (4) or (5) can be provided with a device for continuous weighing of the carbonaceous paste.

Le répartiteur (6) comporte un tapis roulant (7) constitué par une bande sans fin mobile sur deux rouleaux (8) et (-9) à axe horizontal, le rouleau arrière (8) étant accouplé à un moteur (non représenté), le diamètre du rouleau et la vitesse de rotation du moteur étant calculés pour conférer au tapis roulant une vitesse linéaire entre 0,5 et 5 mètres / seconde réglable en agissant par exemple sur la vitesse de rotation du moteur ou sur la transmission entre le moteur et le rouleau entrainé.The distributor (6) comprises a conveyor belt (7) constituted by an endless belt movable on two rollers (8) and (-9) with a horizontal axis, the rear roller (8) being coupled to a motor (not shown), the diameter of the roller and the speed of rotation of the motor being calculated to give the treadmill a linear speed between 0.5 and 5 meters / second adjustable by acting for example on the speed of rotation of the motor or on the transmission between the motor and the driven roller.

L'ensemble du répartiteur (6) peut être déplacé autour d'un axe vertical (10) en balayant un angle d'environ 1700 dans le plan horizontal. Il peut également être déplacé autour d'un axe horizontal passant par l'axe du rouleau (8) avec une amplitude d'une dizaine de degrés au-dessus et au-dessous du plan horizontal.The whole distributor (6) can be moved around a vertical axis (10) by sweeping an angle of about 1700 in the horizontal plane. It can also be moved around a horizontal axis passing through the axis of the roller (8) with an amplitude of about ten degrees above and below the horizontal plane.

Ces déplacements peuvent être obtenus par tous moyens connus et, de préférence, au moyen de vérins hydrauliques dont les commandes sont centralisées dans une cabine.These displacements can be obtained by any known means and, preferably, by means of hydraulic jacks whose controls are centralized in a cabin.

L'ensemble du dispositif peut être installé sur un engin automoteur et utiliser, comme source d'énergie, le moteur de l'engin. Il peut également, comme représenté sur la figure 1, être placé~sur une remorque ou semi-remorque (11). Dans ce cas, on luî adjoint une source d'énergie telle qu'un moteur thermique. Pour assurer le chargement de plaquettes de pâte carbonée sur les anodes d'une série de cuves d'électrolyse, le conducteur positionne le tapis roulant selon l'angle qui lui semble le plus favorable pour assurer une distribution régulière de la pâte entre les goujons au fur et à mesure que l'engin se déplace le long de la série de cuves.Cet angle est généralement de l'ordre de 450 par rapport à l'axe transversal de la série, pour des cuves disposées en long, pour passer entre les deux rangées de goujons situées d'un même côté de la cuve
En combinant le mouvement de translation, l'inclinaison du tapis roulant et sa vitesse linéaire, le conducteur peut assurer une distribution ré culière sur toute la surface de l'anode.The entire device can be installed on a self-propelled machine and use the engine of the machine as an energy source. It can also, as shown in Figure 1, be placed ~ on a trailer or semi-trailer (11). In this case, an energy source such as a heat engine is added. To ensure the loading of plates of carbonaceous paste on the anodes of a series of electrolytic cells, the driver positions the conveyor belt at the angle which seems to him the most favorable to ensure a regular distribution of the paste between the studs at the as the machine moves along the series of tanks. This angle is generally of the order of 450 relative to the transverse axis of the series, for tanks arranged in length, to pass between the two rows of studs located on the same side of the tank
By combining the translational movement, the inclination of the treadmill and its linear speed, the driver can ensure a uniform distribution over the entire surface of the anode.

Lorsque la vitesse du tapis est minimale, les plaquettes de pâte carbonée tombent directement sur l'anode à la verticale de l'extrémité du tapis.When the speed of the carpet is minimal, the carbonaceous paste plates fall directly on the anode vertically from the end of the carpet.

A vitesse plus élevée, les plaquettes sont projetées à une distance qui est fonction de leur masse et de la vitesse acquise. Cette distance peut atteindre facilement la demi-largeur de l'anode (t à 1ss2 mètre).At higher speed, the wafers are thrown at a distance which is a function of their mass and the speed acquired. This distance can easily reach the half-width of the anode (t to 1ss2 meter).

On a ainsi réalisé un dispositif de chargement comportant une trémie d'une capacité de 10 tonnes de plaquettes de pâte carbonée avec un tapis roulant de 20 cm de largeur, dont la vitesse peut être fixée à 3,5 ou 4,5 5 mètres/seconde.A loading device was thus produced comprising a hopper with a capacity of 10 tonnes of carbonaceous dough plates with a conveyor belt 20 cm wide, the speed of which can be fixed at 3.5 or 4.5 5 meters / second.

L'alimentation d'une anode de 6,7 x 2,4 mètres est effectuée en 5 minutes environ à raison de trois chargements par semaine. La régularité de répartition supprime toute intervention manuelle. The feeding of a 6.7 x 2.4 meter anode is carried out in approximately 5 minutes at the rate of three charges per week. The regularity of distribution eliminates any manual intervention.

Claims

CLAIMS 10 / - Device for supplying carbonaceous paste to the upper part of a continuous anode used in igneous electrolysis cells for the production of aluminum, comprising a hopper for storing carbonaceous paste platelets, an elevator, a distributor and a distributor, characterized in that the distributor is constituted by a conveyor belt circulating on two rollers of substantially horizontal axis arranged one at the front, the other at the rear of said conveyor belt whose orientation and the inclination are adjustable, and which has a linear speed which can be between 0.5 and 5 meters per second.

20 / - Device for supplying carbonaceous paste according to claim 1, characterized in that the orientation of the conveyor belt can be effected by a rotation which can reach approximately 1800 around a vertical axis disposed substantially at the level of the rear roller.

3 / - Device for feeding carbonaceous grace according to claim 1, characterized in that the inclination can vary between approximately + 10 and - 100 relative to the horizontal, by rotation about the axis of the rear roller.