FR2508496A2 - Aluminium production in a Hall-Heroult cell - with removable refractory cathode elements - Google Patents

Aluminium production in a Hall-Heroult cell - with removable refractory cathode elements Download PDF

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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes

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Abstract

In a Hall-Heroult cell for the production of aluminium the carbon cathode base carries removable cathode elements. These comprise active components, e.g. titanium diboride balls, on an inactive intermediate support, which may be electrically conductive, functioning as described in the main patent. The elements have an effective density greater than that of liquid aluminium, at the operating temperature of the cell. The balls are held in place on the intermediate support by a surrounding rim, allowing damaged or worn elements to be removed and replaced as units. A variety of alternative configurations is described. Easy removal and replacement of the elements, while the cell is operating, is most useful. As no fixings are required, liquid aluminium is allowed free passage around the active elements, and through the inactive support.

Description

ELEMENTS CATHODIQUES AMOVIBLES EN REFRACTAIRE ELECTROCONDUCTEUR
POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR LE PROCEDE HALL-HEROULT
La présente invention concerne des éléments cathodiques réfractaires électroconducteurs et, en particulier, des éléments en diborure de titane pour la production d'aluminium par le procédé Hall-Héroult. Elle constitue un perfectionnement aux éléments cathodiques faisant l'objet de la demande de brevet principal.
REMOVABLE CATHODIC ELEMENTS IN ELECTRICALLY CONDUCTIVE REFRACTORY
FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM BY THE HALL-HEROULT PROCESS
The present invention relates to refractory electroconductive cathode elements and, in particular, titanium diboride elements for the production of aluminum by the Hall-Héroult process. It constitutes an improvement to the cathode elements which are the subject of the main patent application.

Dans cette demande, nous avons décrit et rev-endiqtté notamment - un procédé de production d'aluminium selon la technique Hall-Héroult
consistant à électrolyser de l'alumine dissoute dans de la cryolithe
fondue, à une température de l'ordre de~930 à 9600C, entre un système
cathodique comportant un substrat carboné recouvert en permanence par
une couche d'aluminium liquide et un système anodique comportant au
moins une anode carbonée, caractérisé ers ce que l'on disycsDesur le sub
strat cathodique carboné une pluralité d'éléments en borure de titane,
non liés audit substrat et non liés entre eux, forant sur ledit sub-
strat un lit d'épaisseur régulière, en ce que l'on règle l'épaisseur
de la couche d'aluminium liquide à une valeur au plus égale à .'épais-
seur du lit d'éléments en borure de titane et en ce que l'on fixe la
distance entre le plan du système anodique et le plan supérieur du lit
d'éléments en borure de titane à une valeur comprise entre 30 et 10
millimètres - une cathode pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée en ce
qu'elle comporte un substrat carboné recour-ert d'une pluralité d'élé
ments en diborure de titane, non liés au substrat et non liés entre
eux, formant sur ledit substrat un lit d'épaisseur réftulière.
In this request, we have described and rev-endiqtté in particular - a process for the production of aluminum using the Hall-Héroult technique
consisting in electrolyzing alumina dissolved in cryolite
fondue, at a temperature of the order of ~ 930 to 9600C, between a system
cathodic comprising a carbonaceous substrate permanently covered by
a layer of liquid aluminum and an anode system comprising at least
minus a carbon anode, characterized by what we say on the sub
carbon cathodic stratum a plurality of titanium boride elements,
not linked to said substrate and not linked to each other, drilling on said sub-
strat a bed of regular thickness, in that we adjust the thickness
of the layer of liquid aluminum to a value at most equal to.
of the bed of elements made of titanium boride and in that the
distance between the plane of the anode system and the upper plane of the bed
of titanium boride elements at a value between 30 and 10
millimeters - a cathode for implementing this process, characterized in
that it includes a carbonaceous substrate using a plurality of elements
titanium diboride, not linked to the substrate and not linked between
them, forming on said substrate a bed of regular thickness.

Selon le brevet principal, cette cathode peut comporter un support carboné intermédiaire placé sur le substrat carboné de base, et supportant le lit de particules en diborure de titane.According to the main patent, this cathode may include an intermediate carbon support placed on the basic carbon substrate, and supporting the bed of particles of titanium diboride.

Nous avons découvert que nous pouvions très sensiblement faciliter la mise en place et le retrait des éléments actifs de diborure de titane, la cuve d'électrolyse étant en marche, si ces éléments actifs étaient rendus solidaires du support intermédiaire, qui repose ui--n.eiip gravité sans liaison mécanique sur le substrat carboné de base, cette liaison entre éléments actifs et support intermédiaire ne comportant, de préférence, ni collagè, ni scellement, ni vissage, mc?is un simple emboîtement suf fisamnent lâche pour permettre une circulation de l'aluminium liquide produit entre le support intermédiaire inerte et les éléments réfractaires électroconducteurs actifs.We have discovered that we can very significantly facilitate the placement and removal of the active elements of titanium diboride, the electrolytic cell being in operation, if these active elements were made integral with the intermediate support, which rests ui - n .eiip gravity without mechanical connection on the basic carbon substrate, this connection between active elements and intermediate support preferably comprising neither collage, neither sealing, nor screwing, mc ?is a simple interlocking suf fisamnent loose to allow a circulation of the liquid aluminum produced between the inert intermediate support and the active electroconductive refractory elements.

L'objet de la présente demande est donc des éléments cathodiques amovibles comportant un support intermédiaIre inerte et des éléments actifs en réfractaire électrocondicteur, tel que TiB2, solidaires mais séparables dudit support, l'ensemble formé par le support intermédiaiix inerte et les éléments actifs ayant une densité supérieure à la densité de l'aluminium liquide à la température de l'électrolyse.The object of the present application is therefore removable cathode elements comprising an inert intermediate support and active elements in electroconductive refractory, such as TiB2, integral but separable from said support, the assembly formed by the inert intermediate support and the active elements having a density greater than the density of liquid aluminum at the temperature of electrolysis.

Dans tout ce qui suit, nous désignerons par a) Substrat carboné de base : le revêtement carboné conducteur électrique séparant le métal ou le bain,des réfractaires isolants thermiques garnissant la cuve, ce revêtement pouvant être formé de blocs précuits ou d'une masse-carbonEe cuite en place et comportant des barres métalliques horizontales ou verticales scellées dans ce revêtement carboné, pour assurer la collecte et l'évacuation hors de la cuve du courant électrique cathodique, selon la structure habituelle des cuves pour la production d'aluminium par le procédé Hall-Héroult. In all that follows, we will designate by a) Basic carbon substrate: the electrically conductive carbon coating separating the metal or the bath, thermal insulating refractories lining the tank, this coating being able to be formed of precooked blocks or of a mass- carbonEe cooked in place and having horizontal or vertical metal bars sealed in this carbon coating, to ensure the collection and evacuation from the tank of cathode electric current, according to the usual structure of tanks for the production of aluminum by the process Hall-Héroult.

b) Support intermédiaire inerte : un corps intermédiaire reposant par gravité sur le substrat carboné de base et supportant les éléments cathodiques actifs. Le terme inerte signifie que ce support intermédiaire n'a pas pour fonction principale de servir de cathode pour le dépôt électrochimique d'aluminium métallique.b) Inert intermediate support: an intermediate body resting by gravity on the basic carbon substrate and supporting the active cathode elements. The term inert means that this intermediate support does not have the main function of serving as a cathode for the electrochemical deposition of metallic aluminum.

c) Eléments cathodiques actifs : les éléments réalisés en un corps rE- fractaire électroconducteur, tel que le diborure de titane, dont la vocation principale est de servir de cathode active pour le dépôt électrochimique d'aluminium métallique à partir du bain d'électrolyse. Leur poids unitaire est gefléralement inférieur à environ 1.000 grammes.c) Active cathode elements: elements made of an electroconductive refractory body, such as titanium diboride, the main purpose of which is to serve as an active cathode for the electrochemical deposition of metallic aluminum from the electrolysis bath. Their unit weight is generally less than about 1,000 grams.

d) Borure de titane (ou borure de titane) : il s'agit d'un terme général couvrant tous les mélanges électroconducteurs comportant au moins 90 % de diborure de titane pur TiB2
Les figures 1 à 11 représentent différents modes de mise en oeuvre de l'invention.
d) Titanium boride (or titanium boride): this is a general term covering all electroconductive mixtures containing at least 90% of pure titanium diboride TiB2
Figures 1 to 11 show different embodiments of the invention.

La figure 1 rappelle, sur la partie à droite de la ligne AA', la structure d'une cuve d'électrolyse classique dont seuls les éléments essentiels sont référencés : le caisson métallique (1), le garnissage réfractaire (2), le garnissage carbone (3), la cathode carbonée (4), les barres cathodiques (5), la nappe d'aluminium liquide (6), l'électrolyte (7), la croûte d'électrolyte figé (8), les anodes (9), le dispositif d'alimentation en alumine (10) et, sur la partie à gauche de la ligne
AA', la structure d'une cuve modifiée, selon le brevet principal, par introduction d'éléments cathodiques en TiB2 (11), avec le collecteur central (12) dans lequel se rassemble l'aluminiun liquide. Le niveau de la nappe d'aluminium liquide est réglé par la position du canal d'écoulement (13).
Figure 1 recalls, on the right part of the line AA ', the structure of a conventional electrolysis tank of which only the essential elements are referenced: the metal casing (1), the refractory lining (2), the lining carbon (3), the carbon cathode (4), the cathode bars (5), the sheet of liquid aluminum (6), the electrolyte (7), the frozen electrolyte crust (8), the anodes (9 ), the alumina feeder (10) and, on the left side of the line
AA ', the structure of a modified tank, according to the main patent, by introduction of cathode elements made of TiB2 (11), with the central collector (12) in which the liquid aluminum collects. The level of the liquid aluminum sheet is adjusted by the position of the flow channel (13).

La figure 2 rappelle un des modes de mise en oeuvre du brevet principal.Figure 2 recalls one of the modes of implementation of the main patent.

Les éléments cathodiques (14) en TiB2 - ici, des billes - sont ici simplement posés en plusieurs couches sur un support intermédiaire carboné (15) posé lui-même sur la cathode carbonée (4). Le support (15) comporte des orifices (16) débouchant dans des canaux (17) pour collecter l'aluminium liquide qui se rassemble dans le collecteur central (12) de la figure 1.The cathode elements (14) made of TiB2 - here, balls - are here simply placed in several layers on a carbon intermediate support (15) placed itself on the carbon cathode (4). The support (15) has orifices (16) opening into channels (17) to collect the liquid aluminum which collects in the central collector (12) of FIG. 1.

La figure 3, qui concerne l'invention, objet du présent Certificat d'ad dition, représente un premier mode de mise en oeuvre. Les éléments cathodiques (14) - ici des billes - sont solidaires d'un support intermédiaire (15) dont la partie supérieure a une forme de panier comportant des rebords (18) périphériques. Le terme "solidaire" doit être interprété, dans tout cet exposé, comme signifiant : ne pouvant se séparer spontanément, et formant un tout, sans qutil y ait pour autant, une liaison permanente, de façon à permettre le démontage sans endommager ni le substrat ni les éléments en TiB2. FIG. 3, which relates to the invention which is the subject of this Addition Certificate, represents a first mode of implementation. The cathode elements (14) - here balls - are integral with an intermediate support (15), the upper part of which has the shape of a basket comprising peripheral flanges (18). The term "united" should be interpreted, throughout this presentation, as meaning: not being able to separate spontaneously, and forming a whole, without there being a permanent connection, so as to allow disassembly without damaging either the substrate nor the TiB2 elements.

Cette disposition permet, en effet, de préparer le support intermédiaire (15), d'y placer les éléments (14) en TiB2, éventuellement de les pré chauffer puis de les introduire dans la cuve d'électrolyse en fonctionnement et, même, d'en retirer l'ensemble, par exemple, pour renouveler les éléments (14) usés ou endoninagés, ou le support intermédiaire inerte lui-même s'il se trouve que celui-ci a été endommagé ou s'est usé plus vite que les éléments actifs. Le substrat peut, dans ce but, être muni de tout moyen de manutention connu de I'homne de l'art.This arrangement makes it possible, in fact, to prepare the intermediate support (15), to place therein the elements (14) made of TiB2, possibly to preheat them then to introduce them into the electrolysis tank in operation and, even, d '' remove the assembly, for example, to renew the worn or damaged elements (14), or the inert intermediate support itself if it turns out that it has been damaged or has worn out faster than the active elements. The substrate may, for this purpose, be provided with any handling means known from the fall of art.

La figure 4 représente une variante, dans laquelle le support intermédiaire est une plaque (19) percée de trous (20), les éléments cathodiques (21) en TiB2 sont des plots avec une tête sensiblement plane (22) et une queue verticale (23). Lorsque la base de la queue verticale (23) ne vient pas en contact avec le substrat carboné de base (4), le dessous de la tête porte, de préférence, des bossages périphériques (24), trois par exemple, ou des ailettes ou nervures radiales (25), et on a prévu un jeu suffisant entre la queue (23) et le trou (20) pour assurer l'écoulement de l'aluminium liquide.FIG. 4 represents a variant, in which the intermediate support is a plate (19) pierced with holes (20), the cathode elements (21) made of TiB2 are studs with a substantially flat head (22) and a vertical tail (23 ). When the base of the vertical tail (23) does not come into contact with the basic carbon substrate (4), the underside of the head preferably carries peripheral bosses (24), three for example, or fins or radial ribs (25), and sufficient clearance has been provided between the tail (23) and the hole (20) to ensure the flow of liquid aluminum.

On peut également prévoir que la queue de tels éléments vient en contact, par gravité, avec le substrat carboné de base : dans ce cas, la grille ou la plaque percée de trous servant de support intermédiaire aura un simple rôle de maintien latéral et c'est, soit la queue des éléments actifs, soit les trous de la grille support qui seront avantageusement munis d'ailettes (25) ou de bossages (26) assurant ce guidage latéral. La hauteur de ce support intermédiaire sera inférieure à la longueur de la queue des éléments actifs en TiB2. It can also be provided that the tail of such elements comes into contact, by gravity, with the basic carbon substrate: in this case, the grid or the plate pierced with holes serving as an intermediate support will have a simple role of lateral support and it is either the tail of the active elements, or the holes of the support grid which will advantageously be provided with fins (25) or bosses (26) ensuring this lateral guidance. The height of this intermediate support will be less than the length of the tail of the active TiB2 elements.

La forme des plots est susceptibles de plusieurs variantes, par exemple plot à tête circulaire et queue cylindrique, et trois bossages d'appui (figure 5A), tête carrée, queue parallélépipédique et quatre bossages d'appui (figure 5B), ou tête circulaire et queue cylindrique avec nervures d'appui (figure 5C), ces exemples étant donnés à titre non limitatif.The shape of the studs is susceptible of several variants, for example stud with circular head and cylindrical tail, and three support bosses (FIG. 5A), square head, parallelepipedic tail and four support bosses (FIG. 5B), or circular head and cylindrical tail with support ribs (Figure 5C), these examples being given without limitation.

il est évident que l'ensemble du support intermédiaire et des éléments de TiB2 qu'il supporte doit avoir une densité supérieure à celle de l'aluminium liquide à la température de travail (930-9600C). Ces densi tés repsectives étant de l'ordre de 1,8 à 2 pour un support en graphite, 4 à 4,s ç-'our les éléments en TiB2 et 2,3 pour l'aluminitm à 9500C.it is obvious that the assembly of the intermediate support and of the TiB2 elements that it supports must have a density greater than that of liquid aluminum at working temperature (930-9600C). These densities are of the order of 1.8 to 2 for a graphite support, 4 to 4, s ç-'our the TiB2 elements and 2.3 for the aluminitm at 9500C.

L'homme de l'art saura déterminer par un simple calcul les rapports nécessaires entre le volume de TiB2 et le volume de ,- > phite. Those skilled in the art will be able to determine by a simple calculation the necessary relationships between the volume of TiB2 and the volume of, -> phite.

Dans le cas de la figure 4, si la queue vertiesie (23) des plots (21) est assez longue, et si l'cn fait en sorte que l'espace libre (27) sous la dalle perforée (19) reste en permanence occupé par
liquide produit, le passage du courant d'électrolyse s'effectue directement par les plots vers l'aluminium liquide produit, et le support intermédiaire peut être constitué en un matériau peu ou pas conducteur pourvu qu'il résiste à l'action de l'électrolyte et de l'aluminium liquide (certains réfractaires alumineux ou carbonitrure, ou oxynitrure de silicium par exemple).
In the case of FIG. 4, if the vertical tail (23) of the studs (21) is long enough, and if the cn ensures that the free space (27) under the perforated slab (19) remains permanently occupied by
liquid produced, the passage of the electrolysis current takes place directly through the studs towards the liquid aluminum produced, and the intermediate support can be made of a material which is little or not conductive provided that it resists the action of electrolyte and liquid aluminum (certain aluminous refractories or carbonitride, or silicon oxynitride for example).

Les figures 6, 7 et 8 représentent trois autres variantes, relevant du même principe : les éléments en TiB2 (28, 29, 30) sont enfilés sur des sortes d rails (31, 32, 33), qui sont intégrés au support intermédiaire (34).Figures 6, 7 and 8 show three other variants, relating to the same principle: the TiB2 elements (28, 29, 30) are threaded on kinds of rails (31, 32, 33), which are integrated into the intermediate support ( 34).

Comme dans le cas des figures précédentes, le support intermédiaire peut être constitué en matériau peu ou pas conducteur si le niveau de la nappe d'aluminium liquide est tel qu'elle reste en contact permanent avec les éléments en TiR1. il doit être en matériau conducteur (carboné, le plus souvent) dans le cas contraire. As in the case of the previous figures, the intermediate support can be made of a material that is not very conductive or not if the level of the sheet of liquid aluminum is such that it remains in permanent contact with the TiR1 elements. it must be made of conductive material (most often carbon).

La figure 9 représente une dernière variante, toujours selon le même prin- cipe : les éléments de TiR2 (35), de forme annulaire, sont enfilés avec un large jeu sur des tiges (36) d'axe sensiblement horìzontal, dont les extrémités sont engagées dans des évidements (37) prévus dans le cadre principal périphérique (38) formant support intermédiaire.FIG. 9 represents a last variant, always according to the same principle: the elements of TiR2 (35), of annular shape, are threaded with a large clearance on rods (36) of substantially horizontal axis, the ends of which are engaged in recesses (37) provided in the main peripheral frame (38) forming an intermediate support.

il ntest pas nécessaire que ces tiges et le cadre principal périphérique soient conducteurs électriques, dans la mesure où l'on a prévu que les anneaux de diborure de titane traversent l'interface entre nappe de métal et bain. it is not necessary that these rods and the main peripheral frame are electrically conductive, since provision has been made for the titanium diboride rings to cross the interface between the sheet of metal and the bath.

Les évidements du cadre principal peuvent être borgnes de façon à éviter un déplacement longitudinal des tiges supportant les éléments actifs en TiB. The recesses of the main frame can be blind so as to avoid longitudinal displacement of the rods supporting the active TiB elements.

Dans tous les cas, le substrat intermédiaire inertie vient se poser sur la surface plane des blocs cathodiques carbonés (4) avec lesquels il assure, le cas échéant, le contact électrique pour le passage du courant d'électrolyse.In all cases, the inertial intermediate substrate comes to rest on the flat surface of the carbonaceous cathode blocks (4) with which it ensures, if necessary, the electrical contact for the passage of the electrolysis current.

La mise en place ou le retrait des supports garnis peuvent être effec tuds à l'aide d'une pince manutentionnée par le même engin de service que les anodes. Cette pince comporte urie tige verticale de section analogue à celle d'une tige d'anode. Les mou\rcr!lents verticaux de dépose ou de retrait des supports garnis se font en appliquant la tige de la pince contre le croisillon et en la guidant à l'aide du connecteur de la tige d'anode. On est ainsi assuré que les supports garnis seront positionnés très exactement au droit des anodes et pourront être repris, en cas de besoin, sans difficultés particulières, leur position entant parfaitement définie.The fitting or removal of the lined supports can be carried out using pliers handled by the same service machine as the anodes. This clamp has a vertical rod urie section similar to that of an anode rod. Slow vertical removal or removal of the trimmed supports is accomplished by applying the pliers rod against the spider and guiding it using the anode rod connector. It is thus ensured that the trimmed supports will be positioned very exactly at the right of the anodes and can be taken up, if necessary, without particular difficulties, their position being perfectly defined.

Enfin, il est possible de protéger ltensemble des éléments cathodiques support inerte + éléments actifs en TiB2 - contre la chute accidentelle d'une anode, en prévoyant sur la face supérieure du support intermédiaire (19) des bossages (39) ou rails proéminents, dont le niveau supérieur dépasse légèrement (de quelques millimètres à dix millimètres environ), le niveau supérieur des éléments actifs de TiB2, ces bossages ou rails proéminents étant situés à la verticale de pieds ou parois intermédiaires (40) du support reposant sur le substrat carboné de base (4).Finally, it is possible to protect all of the cathode elements inert support + active elements made of TiB2 - against the accidental fall of an anode, by providing bosses (39) or prominent rails on the upper face of the intermediate support (19). the upper level slightly exceeds (by a few millimeters to about ten millimeters), the upper level of the active elements of TiB2, these protruding bosses or rails being situated vertically with feet or intermediate walls (40) of the support resting on the carbon-containing substrate. base (4).

Une autre solution consiste à disposer des plots verticaux (41) d'un corps réfractaire plus dense que l'aluminium liquide, résistant bien au bain d'électrolyse et à l'aluminium liquide, résistant bien aux chocs mécaniques et à la compression Jusqutàau noins-1000 C, la base de ces plots reposant par gravité sur le substrat carboné de base et leur face supérieure étant plus près de l'anode que la face supérieure des éléments actifs de TiB2, ces plots traversant le support intermédiaire et étant disposés de façon te1 le qu'au moins trois d'entre eus appartenant éventuellement à plusieurs supports intermédiaires différents, soient situés sous chaque anode, de telle façon qu'au moins un polygone formé par les plots situés sous une même anode, contienne la projection verticale du centre de gravité de la base de l'anode. Another solution consists in having vertical studs (41) of a refractory body denser than liquid aluminum, resistant well to the electrolysis bath and to liquid aluminum, resistant well to mechanical shocks and to compression. -1000 C, the base of these studs resting by gravity on the basic carbon substrate and their upper face being closer to the anode than the upper face of the active TiB2 elements, these studs passing through the intermediate support and being arranged so te1 le that at least three of them possibly belonging to several different intermediate supports, are located under each anode, so that at least one polygon formed by the studs located under the same anode, contains the vertical projection of the center of gravity of the base of the anode.

Claims (8)

REVEMDICATIONS '10/ - Eléments cathodiques amovibles, dont l'élément actif est un réfractaire électroconducteur, pour la mise en oeuvre du procédé de production d'aluminium par électrolyse, selon revendication 1 du brevet principal, et destinés à être posés sur la cathode carbonée, caractérisés en ce qu'ils comportent un support intermédiaire inerte et des éléments actifs en réfractaire électroconducteurs et, en particulier, en diborure de titane, solidaires mais séparables dudit support, l'ensemble formé par le support intermédiaire inerte et les éléments actifs ayant une densité supérieure à la densité de l'aluminium liquide à la température de l'électrolyse.CLAIMS '10 / - Removable cathode elements, the active element of which is an electroconductive refractory, for implementing the process for the production of aluminum by electrolysis, according to claim 1 of the main patent, and intended to be placed on the carbon cathode , characterized in that they comprise an inert intermediate support and active elements in electrically conductive refractory and, in particular, in titanium diboride, integral but separable from said support, the assembly formed by the inert intermediate support and the active elements having a density greater than the density of liquid aluminum at the temperature of electrolysis. 20/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 1, caractérisés en ce que le support intermédiaire inerte est électriquement conducteur.20 / - Removable cathode elements, according to claim 1, characterized in that the inert intermediate support is electrically conductive. 30/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 1,caractérisés en ce que le support intermédiaire inerte a une conductivité électrique sensiblement nulle ou négligeable par rapport à celle de l'aluminium liquide et du diborure de titane.30 / - Removable cathode elements, according to claim 1, characterized in that the inert intermediate support has an electrical conductivity substantially zero or negligible compared to that of liquid aluminum and titanium diboride. 40/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 1, caractérisés en ce que le support intermédiaire inerte est muni d'un rebord périphérique qui retient les éléments actifs.40 / - Removable cathode elements, according to claim 1, characterized in that the inert intermediate support is provided with a peripheral rim which retains the active elements. 50/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 1, caractérisés en ce que les éléments actifs sont enfilés sur un profilé ou une tige d'axe sensiblement horizontal.50 / - Removable cathode elements, according to claim 1, characterized in that the active elements are threaded on a profile or a rod with a substantially horizontal axis. 6 / - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 5, caractérisés en ce que la forme des éléments actifs et la forme du profilé coopèrent de façon qu'on ne puisse engager ou retirer les éléments actifs sur le profilé que par une translation le long de l'axe du profilé. 6 / - Removable cathode elements, according to claim 5, characterized in that the shape of the active elements and the shape of the profile cooperate so that the active elements on the profile can only be engaged or removed by a translation along the 'axis of the profile. 70/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 1, caractérisés en ce que les éléments actifs sont formés d'une tête dont la face supérieure est sensiblement plane et d'une queue perpendiculaire à la tête, et en ce que le support intermédiaire inerte comporte une pluralité d'orifices d'axe vertical dans lesquels la queue des éléments actifs peut être introduite avec un jeu suffisant pour permettre le passage de 1 'aluminium liquide= 80/ - Eléments cathodiques amovibles selon revendicatioI 7, caractérisés en ce que la face inférieure de la tête des éléments actifs est munie d'une pluralité de bossages qui viennent en appui sur le substrat inerte sur la périphérie des orifices d'axe vertical.70 / - Removable cathode elements, according to claim 1, characterized in that the active elements are formed of a head whose upper face is substantially planar and of a tail perpendicular to the head, and in that the inert intermediate support comprises a plurality of orifices with a vertical axis into which the tail of the active elements can be introduced with sufficient clearance to allow the passage of liquid aluminum = 80 / - Removable cathode elements according to claim 7, characterized in that the underside the head of the active elements is provided with a plurality of bosses which come to bear on the inert substrate on the periphery of the orifices of vertical axis. 90/ - Eléments cathodiques amovibles, selon revendication 7, caractérisés en ce que la queue des éléments actifs est munie d'une pluralité d'ailettes radiales sur au moins une partie de leur longueur au niveau de la plaque supérieure du support Lntermediaire, de façon à assurer leur centrage dans l'orifice d'axe vertical.90 / - Removable cathode elements, according to claim 7, characterized in that the tail of the active elements is provided with a plurality of radial fins over at least part of their length at the level of the upper plate of the intermediate support, so to ensure their centering in the vertical axis hole. 100/ - Eléments catllodiques amovibles, selon revendication 7, caractérisés en ce que l'orifice d'axe vertical du support intermédiaire inerte, est muni d'une pluralité d'ailettes radiales pour assurer le centrage de la queue des éléments actifs.100 / - Removable catllodic elements according to claim 7, characterized in that the vertical axis orifice of the inert intermediate support is provided with a plurality of radial fins to ensure the centering of the tail of the active elements. 110/ - Eléments cathodiques amovibles, selon l'une quelconque des reven- dications i à 10, caractérisés en ce que le support intermédiaire inerte comporte, sur sa face supérieure, des bossages ou rails proëminents, dont le niveau supérieur dépasse légèrement des éléments actifs en TiB2, ces bossages ou rails proéminents étant situés à la verticale de pieds ou parois intermédiaires du support reposant sur le substrat carboné de base.110 / - Removable cathode elements, according to any one of claims i to 10, characterized in that the inert intermediate support comprises, on its upper face, protruding bosses or rails, the upper level of which slightly exceeds the active elements in TiB2, these protruding bosses or rails being situated vertically with feet or intermediate walls of the support resting on the basic carbon substrate. 120/ - Eléments cathodiques amovibles, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisés en ce qu'ils comportent des plots verticaux d'un corps réfractaire plus dense que l'aluminium liquide, résistant bien au bain d'électrolyse et à l'aluminium liquide, résistant bien aux chocs mécaniques et à la compression jusqu'à au moins 1000 C, la base de ces plots reposant par gravité sur le substrat carboné de base, et leur face supérieure étant plus près de l'anode que la face supérieure des éléments actifs de TiB2, ces plots traversant le support intermédiaire inerte et étant disposés de façon telle qu'au moins trois d'entre eux, appartenant éventuellement à plusieurs supports intermédiaires inertes différents, soient situés sous chaque anode, de telle façon qu'au moins un polygone, formé par les plots situés sous une même anode, contienne la projection verticale du centre de gravité de base de l'anode.  120 / - Removable cathode elements, according to any one of claims 1 to 10, characterized in that they comprise vertical studs of a refractory body denser than liquid aluminum, resistant well to the electrolysis bath and to liquid aluminum, resistant well to mechanical shock and compression up to at least 1000 C, the base of these studs resting by gravity on the basic carbonaceous substrate, and their upper face being closer to the anode than the upper face of the active elements of TiB2, these studs passing through the inert intermediate support and being arranged in such a way that at least three of them, possibly belonging to several different inert intermediate supports, are located under each anode, so that 'at least one polygon, formed by the studs located under the same anode, contains the vertical projection of the base center of gravity of the anode.
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