FR2517704A1 - Procede et dispositif de reglage precis du plan anodique d'une cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium - Google Patents
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- 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
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE REGLAGE PRECIS DU PLAN ANODIQUE D'UNE CUVE POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ELECTROLYSE D'ALUMINE DISSOUTE DANS LA CRYOLITHE FONDUE DONT LE SYSTEME ANODIQUE COMPORTE UNE PLURALITE D'ANODES PRECUITES, DISPOSEES EN DEUX LIGNES PARALLELES ET MUNIES DE TIGES DE SUSPENSION CONNECTEES ELECTRIQUEMENT A UN CROISILLON QUI ASSURE L'ARRIVEE POSITIVE DE COURANT. LE DISPOSITIF COMPORTE : -UN PORTIQUE FIXE FORME PAR AU MOINS UNE POUTRE RIGIDE HORIZONTALE 1 MUNIE D'APPUIS A SES EXTREMITES; -UN CADRE COLLECTIF FORME PAR DEUX ELEMENTS RIGIDES HORIZONTAUX 5, CORRESPONDANT CHACUN A UNE LIGNE D'ANODES, SUPPORTES CHACUN PAR LE PORTIQUE FIXE 1 PAR UN ENSEMBLE DE BIELLES ET DE LEVIERS 3, 4, QUI PERMETTENT AUX DEUX ELEMENTS RIGIDES 5, DE SE DEPLACER PAR RAPPORT AU PORTIQUE, EN MONTEE OU EN DESCENTE, TOUT EN RESTANT HORIZONTAUX; -UN MOYEN DE COMMANDE SEPARE, MAIS ACCOUPLABLE DE CHAQUE ENSEMBLE DE BIELLES 3 ET DE LEVIERS 4; -UNE PLURALITE DE MOYENS DE COMMANDE INDIVIDUELLE 9 DE MONTEE OU DE DESCENTE DES ANODES, RELIES, D'UNE PART, AU CADRE COLLECTIF ET, D'AUTRE PART, A UNE PLURALITE DE PETITS CADRES INDIVIDUELS 10; -DES MOYENS DE LIAISONS ELECTRIQUE ET MECANIQUE ENTRE LES PETITS CADRES INDIVIDUELS 10 ET LES TIGES DE SUSPENSION DES ANODES; -DES MOYENS DE LIAISON ELECTRIQUE 15 ENTRE LES CROISILLONS 12 ET LES PETITS CADRES INDIVIDUELS 10. LA MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION PERMET D'ASSURER LE REGLAGE INDIVIDUEL ET LE REGLAGE COLLECTIF DES ANODES ET LE DEBALLAGE SANS VARIATION DU NIVEAU DE L'ELECTROLYTE.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGLAGE PRECIS DU PLAN ANODIQUE D'UNE CUVE
D'ELECTROLYSE POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de règlage précis de la position du plan anodique d'une cuve d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue (procédé Hall-Héroult).
D'ELECTROLYSE POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUM
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de règlage précis de la position du plan anodique d'une cuve d'électrolyse destinée à la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue (procédé Hall-Héroult).
Dans une cuve d'électrolyse à anodes précuites, la position du plan anodique, qui fait face à la nappe cathodique d'aluminium liquide,doit être périodiquement ajustée pour tenir compte de la variation d'un certain nombre de paramètres tels que - la hauteur de la nappe d'aluminium,qui augmente régulièrement puis
baisse brusquement lors du soutirage du métal, - l'usure progressive du plan anodique, - l'apparition du phénomène de polarisation de l'anode (emballage), - l'inégalité de répartition du courant entre les différentes anodes, - des hétérogénéités locales de température ou de composition du bain, - des irrégularités des résistances de contact entre les tiges d'anodes
et les amenées de courant, - des changements de forme de l'interface bain-métal par suite des va
riations de la carte des courants électriques dans le bain et dans
le nétal.
baisse brusquement lors du soutirage du métal, - l'usure progressive du plan anodique, - l'apparition du phénomène de polarisation de l'anode (emballage), - l'inégalité de répartition du courant entre les différentes anodes, - des hétérogénéités locales de température ou de composition du bain, - des irrégularités des résistances de contact entre les tiges d'anodes
et les amenées de courant, - des changements de forme de l'interface bain-métal par suite des va
riations de la carte des courants électriques dans le bain et dans
le nétal.
En outre, la quasi totalité des procédés de régulation des cuves d'élevé tolyse pour la production d'aluminium agissent par variation de la distance anode-cathode.
Dans les brevets français FR 935 350 (du 29 Octobre 1960), 955 688, 955 689, 955 690 (=US 2 545 411, 412 et 413) (PECHINEY), on décrivait un procédé et un dispositif de réglage des électrodes d'une cuve d'électrolyse consistant à mesurer la résistance interne du bain et la répartition du courant entre chaque anode, mesurée par un logomètre a champs croisés, et à donner à chacune d'elles des ordres de montes ou de des centre pour corriger les écarts par rapport aux valeurs de consigne. En outre le mouvement des électrodes permettait d'assurer une descente progressive de l'alumine dans la cellule et d'cbtenir ainsi une alimentation automatique.
Cette conception a été reprise plus tard, en particulier dans les brevets US 2 904 490 (ARDAL OG SUNNDAL), FR 1 325 158 (ASEA), FR 1 605666 (= US 3 627 666) $ECHINEY).
On sait, à l'heure actuelle, qu'une répartition de courant aussi régulière que possible entre les différentes anodes d'une cuve est essentielle pour l'obtention d'un bon rendement.
Sur les cuves modernes, de grandes dimensions, ayant un nombre élevé d'anodes, le maintien de cette répartition régulière implique des ajustements relativement fréquents du niveau de lVune-ou de plusieurs anodes. On est donc revenu' à l'idée de commander individuellement ces mou vents de réglage et de les asservir à la valeur du courant circulant dans chaque anode,qui était à la base des brevéts PECHINEY de 1944 et 1946, cités précédemment.
Le brevet FR 2 473 194 (US 4 210 513) d'ALCOA, décrit un dispositif pneumatique de positionnement individuel des anodes, dans lequel un moteur unique transmet son mouvement aux vérins individuels au moyen d'un embrayage qui permet d'agir - ou non- sur la hauteur de l'anode concernée. Pour les ordres de réglage collectifs, tous les embrayages sont enclenchés. Ce système 2 pour inconvénients - un coût élevé des vérins qui doivent avoir une course importante cor
respondant à la hauteur d'usure, ou à la rigueur, de demi-usure de l'anode.
respondant à la hauteur d'usure, ou à la rigueur, de demi-usure de l'anode.
- un encombrement important de ces vérins à grande course, ce qui aug
mente la hauteur de la cuve, donc le colt d'investissement.
mente la hauteur de la cuve, donc le colt d'investissement.
la la nécessité d'avoir des amenées de courant souples et de grande lon-
gueur, d'où augmentation de la longueur du trajet des conducteurs.
gueur, d'où augmentation de la longueur du trajet des conducteurs.
- un coût des liaisons mécaniques entre les vérins plus élevé que des
liaisons électriques.
liaisons électriques.
- la vitesse du mouvement de montée ou de descente est constante. quelle
que soit la nature du réglage à effectuer. On ne peut donc pas faire
de réglage fin individuel sans pénaliser la durée de toutes les autres
opérations.
que soit la nature du réglage à effectuer. On ne peut donc pas faire
de réglage fin individuel sans pénaliser la durée de toutes les autres
opérations.
Un premier objet de l'invention est un procédé de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium, par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue, dont le système anodique comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux lignes parallèles et munies de tiges de suspension connectées électriquement à un croisillon qui assure l'arrivée positive de courant et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit, procédé selon lequel sur chaque ligne d'anodes, on connecte les tiges de suspension de chaque anode ou de chaque groupe d'anodes, d'une part, a des petits vérins individuels de réglage de hauteur et, d'autre part, au croisillon d'amenée de courant positive par l'intermédiaire de clinquant souple, en ce que l'on fixe les petits vérins individuels de chacune des deux lignes d'anode à un cadre collectif rigide, horizontal, en ce que l'on relie entre eux les deux cadres collectifs rigides et en ce que l'on connecte chaque cadre collectif rigide à un moyen séparé mais accouplable de réglage de hauteur.
Selon ce procédé, on fait varier la distance entre le plan cathodique et l'ensemble des anodes en agissant simultanément en synchronisme, sur les moyens de réglage de hauteur de chaque cadre collectif rigide et en interrompant l'alimentation des moyens de commande des petits vérins individuels pendant que les moyens de réglage des cadres collectifs rigides sont en action.
Selon ce même procédé, on ajuste l'intensité du courant passant dans chaque anode ou dans chaque groupe d'anodes en mesurant l'intensité de ce courant, en la comparant à une valeur de consigne, en élaborant un ordre de correction qui est envoyé à chacun des petits vérins individuels commandant les anodes ou groupes d'anodes dontl'intensité s'écarte de la valeur de consigne, et en interrompant l'alimentation des moyens de réglage en hauteur des deux cadres collectifs rigides pendant que les petits vérins exécutent les ordres de correction.
Enfin,lors de l'apparition de l'emballement (ou "effet d'anode" d'une cuve on interrompt l'alimentation des moyens de commande des petits vérins individuels et on agit séparément, et en synchronisme, sur les moyens de réglage en hauteur de chaque cadre collectif rigide, de façon à relever l'un des cadres d'une hauteur prédéterminée et à abaisser simultanément l'autre cadre d'une hauteur identique, chaque cadre restant horizontal, puis on effectue la manoeuvre inverse, et ainsi de suite, à plusieurs reprises, jusqu'à ce que l'emballement ait cessé, ce qui se manifeste par le retour de la tension aux bornes de la cuve à une valeur voisine de 4 volts. Au cours de cette opération, le niveau de l'électrolyte ne varie pas.
Un autre objet de l'invention est un dispositif de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue, dont le système anodique comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux Éli- gnes parallèles, munies de tiges de suspension connectées électriquement à un croisillon qui assure l'arrivée positive du courant, et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit, dispositif qui comporte - un portique fixe formé par au moins une poutre rigide horizontale
munie d'appui à ses extrémités.
munie d'appui à ses extrémités.
- un cadre collectif formé par deux éléments rigides horizontaux, cor
respondant chacun à une ligne d'anodes, supportés chacun par le por
tique fixe par un ensemble de leviers et de biellettes qui permettent
aux deux éléments rigides de se déplacer par rapport au portique, en
montée ou en descente, tout en restant horizontaux.
respondant chacun à une ligne d'anodes, supportés chacun par le por
tique fixe par un ensemble de leviers et de biellettes qui permettent
aux deux éléments rigides de se déplacer par rapport au portique, en
montée ou en descente, tout en restant horizontaux.
- un moyen de commande séparé,mais accouplable, de chaque ensemble de
leviers et de biellettes.
leviers et de biellettes.
- une pluralité de moyens de commande individuelle des anodes, reliés
d'une part, au cadre collectif, et d'autre part, à une pluralité de
petits cadres individuels.
d'une part, au cadre collectif, et d'autre part, à une pluralité de
petits cadres individuels.
- des moyens de liaison mécanique entre les petits cadres individuels
et les tiges de suspension des anodes.
et les tiges de suspension des anodes.
- éventuellement, des moyens de liaison mécanique, rigides ou articulés,
entre les deux éléments rigides du cadre collectif.
entre les deux éléments rigides du cadre collectif.
- des moyens de liaison électrique entre le croisillon et les tiges de
suspension des anodes.
suspension des anodes.
Les figures 1 à 4 illustrent le dispositif, objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective partielle et simplifiée, sur laquelle on n'a pas fait figurer les moyens de fixation des tiges d'anodes sur les petits cadres, moyens qui sont connus en eux-mêmes et ne font pas l'objet de l'invention.
La figure 2 est une vue transversale au niveau des petits vérins de commande individuelle des anodes.
La figure 3 représente, en vue transversale, la traverse rigide de liaison entre les deux éléments rigides du cadre collectif.
La figure 4 représente, en vue latérale, le vérin de commande d'un des deux cadres collectifs.
La superstructure de la cuve est constituée par un portique en acier formé de deux poutres horizontales rigides (1), (1') appuyées, à leurs extrémités, sur deux pieds (2) (2') (fig. 4). Sur chaque poutre est fixé un ensemble de bielles (3) (3') et de leviers (4) (4'), qui supportent un cadre collectif rigide, en acier, composé de deux poutres tubulaires (5) (5'), correspondant chacune à une ligne d'anodes, liées entre elles par des traverses de liaison (6).
Cette liaison peut être rigide, comme on l'a représenté sur la figure 4, ou articulée. Les deux systèmes de bielles (3) (3') et de leviers (4) (4') sont actionnés par deux vérins mécaniques à vis (7) (7') fixés sur l'un des pieds (2) du portique, chaque vérin actionnant, par l'intermé- diaire du levier d'extrémité (8) (8'), en montée ou en descente, le cadre rigide (5) (5'). Les leviers (4) sont fixés à la poutre fixe par l'articulation (4a), et reliés aux deux parties de la bielle (33 par les articulations (4b) et (4c), et ils agissent sur la poutre tubulaire (5) par la biellette (40) reliée au levier (4) par l'articulation (4d) et à la poutre (5) par l'articulation (Sa).
Le levier d'extrémité (8) est fixé à la poutre fixe par une articulatior (8a) à la tête du vérin (7) par une articulation (8b), et å l'extrémité du -levier (3, par l'articulation (8c).
Le cadre collectif (5) (5') supporte, par l'intermédiaire de petits verins mécaniques à vis (9) des petits cadres individuels (10)
Le courant d'électrolyse est amené, de façon habituelle, par des montées positives rigides telles que (11), sur un croisillon fixe en aluminium comportant deux barres horizontales (12) (12') reliées par des traverses équipotentielles (13).
Le courant d'électrolyse est amené, de façon habituelle, par des montées positives rigides telles que (11), sur un croisillon fixe en aluminium comportant deux barres horizontales (12) (12') reliées par des traverses équipotentielles (13).
Le courant est distribué sur des cosses en aluminium (14) par des clinquants souples (15). Les cosses (14) sont immobilisées dans les cadres individuels (10) sur lesquels les tiges d'anodes (16) viennent en contact.
Le dispositif (17) de serrage des tiges d'anodes (16) sur les cadres individuels (10) peut être de tout type connu, par exemple, celui qui fait l'objet du brevet FR 2 039 543 (D. DUCLAUX) (=brevet US 3 627 670) la vis de serrage étant, dans le cas représenté, en position horizontale et non verticale.
Chaque sous-ensemble : vérin (9), cadre individuel (10) supporte une paire d'anodes (18) (19). Cette disposition n'est pas obligatoire et on ne sortirait pas du cadre de l'invention en faisant commander, par chaque vérin, une seule anode ou plus de deux.
Les petits vérins individuels (9) peuvent être actionnés, soit chacun par un moteur électrique ou pneumatique, soit par un seul moteur distribuant son mouvement par un jeu d'arbres de transmission. Dans ce dernier cas, la liaison arbre-vérin comporte un ernbrayage qui permet,lorsque le moteur commun tourne, d'actionner ou non le vérin.
En outre, il est possible de prévoir des moyens de guidage dés tiges d'anode.
Le dispositif qui vient d'être décrit peut remplir trois fonctions 1. Commande collective des anodes
Si l'ensemble du plan anodique doit être relevé ou abaissé, pour mo
du fier la distance anode-cathode en fonction des impératifs de la
régulation, les petits vérins (9) ne sont pas actionnés. Les anodes
sont liées rigidement aux cadres collectifs (5) (5'). Ce sont les
vérins (7) (7') qui sont commandés simultanément. Un couplage méca
nique (20) assure la synchronisation exacte de leur mouvement. Les
deux poutres (5) (5') montent ou descendent simultanément, en syn
chronisation, et le plan anodique se déplace parallèlement à lui
même. Ce mode de fonctionnement est équivalent à celui que procure
une mécanisation classique.
Si l'ensemble du plan anodique doit être relevé ou abaissé, pour mo
du fier la distance anode-cathode en fonction des impératifs de la
régulation, les petits vérins (9) ne sont pas actionnés. Les anodes
sont liées rigidement aux cadres collectifs (5) (5'). Ce sont les
vérins (7) (7') qui sont commandés simultanément. Un couplage méca
nique (20) assure la synchronisation exacte de leur mouvement. Les
deux poutres (5) (5') montent ou descendent simultanément, en syn
chronisation, et le plan anodique se déplace parallèlement à lui
même. Ce mode de fonctionnement est équivalent à celui que procure
une mécanisation classique.
2."Déballage" ou suppression de l'effet anodique
On sait que les cuves de production d'aluminium sont sujettes au phé
nomène dit "d'emballage" ou encore de "polarisation" ou "d'effet ano
dique", qui se traduit par une augmentation brusque de la chute de
potentiel, aux bornes de la cuve, de 4 volts environ à 35 ou 40 volts
avec baisse corrélative de l'intensité. Ce phénomène perturbe la
cuve qui en est affectée et retentit aussi sur toute la série. On
l'attribue généralement à la formation d'une gaine gazeuse sous le
plan anodique.
On sait que les cuves de production d'aluminium sont sujettes au phé
nomène dit "d'emballage" ou encore de "polarisation" ou "d'effet ano
dique", qui se traduit par une augmentation brusque de la chute de
potentiel, aux bornes de la cuve, de 4 volts environ à 35 ou 40 volts
avec baisse corrélative de l'intensité. Ce phénomène perturbe la
cuve qui en est affectée et retentit aussi sur toute la série. On
l'attribue généralement à la formation d'une gaine gazeuse sous le
plan anodique.
I1 est connu que l'on peut faire cesser l'effet anodique par divers moyens tels que l'addition d'alumine (dont l'effet n'est pas instantané) le soufflage d'air comprimé sous le plan anodique, le "perchage", introduction d'une perche de bois sous le plan anodique, difficilement praticable dans les cuves modernes entièrement capotées, et aussi par un mouvement des anodes qui provoque le décrochage de la gaine de gaz. Dans le brevet US 2 061 146, déposé le 3 Décembre 1934, L. FERRAND avait proposé un balancement des anodes, efficace, mais d'une réalisation délicate. Le mouvement de montée-descente du plan anodique, efficace et couramment pratiqué à l'heure actuelle, présente l'inconvénient de faire varier le niveau de l'électrolyte.
Sur les cuves modernes à alimentation continue centrale,la hauteur du bain liquide est relativement importante, et le rapport entre la surface des anodes et la surface totale du bain est grand. Les variations d'immersion des anodes provoquent donc de grandes variations de hauteur de bain. Cela présente plusieurs inconvénients - pour éviter les débordements de bain hors de la cuve, il faut appro
fondir le creuset, ce qui alourdit l'investissement - une partie du bain vient recouvrir le dessus des anodes et se solidi
fie, réduisant le volume du bain liquide, donc la capacité de la cuve
à dissoudre l'alumine. La couche de bain solidifié qui recouvre ainsi
les anodes à chaque manoeuvre de descente, finit par devenir très im
portante en fin de vie des anodes. I1 y a donc des difficultés supplé
mentaires pour nettoyer ces anodes et recycler le bain solidifié. De
plus, le bain liquide couvrant les anodes vient lécher les rondins
d'acier (21) (qui servent de support des anodes et d'amenées de cou
rant), qui sont attaqués,ce qui augmente la teneur en fer de l'alumi
nium produit.
fondir le creuset, ce qui alourdit l'investissement - une partie du bain vient recouvrir le dessus des anodes et se solidi
fie, réduisant le volume du bain liquide, donc la capacité de la cuve
à dissoudre l'alumine. La couche de bain solidifié qui recouvre ainsi
les anodes à chaque manoeuvre de descente, finit par devenir très im
portante en fin de vie des anodes. I1 y a donc des difficultés supplé
mentaires pour nettoyer ces anodes et recycler le bain solidifié. De
plus, le bain liquide couvrant les anodes vient lécher les rondins
d'acier (21) (qui servent de support des anodes et d'amenées de cou
rant), qui sont attaqués,ce qui augmente la teneur en fer de l'alumi
nium produit.
Le dispositif, objet de l'invention, permet d'effectuer le "déballage"
à niveau de bain constant en abaissant une ligne d'anodes et en éle
vant simultanément., et d'une hauteur- égale l'autre ligne d'anodes.
à niveau de bain constant en abaissant une ligne d'anodes et en éle
vant simultanément., et d'une hauteur- égale l'autre ligne d'anodes.
Pour cela, le couplage (20) entre les deux vérins (7) et (7') est sup
primé ou remplacé par un couplage croisé autorisant des mouvements
d'amplitude identique et de sens opposé. Un dispositif de repèrage,
tel que compte-tours sur les moteurs ou tout moyen connu de mesure de
déplacement, permet d'assurer la remise en synchronisme des vérins et
l'identité de niveau des plans anodiques de chaque ligne d'anode.
primé ou remplacé par un couplage croisé autorisant des mouvements
d'amplitude identique et de sens opposé. Un dispositif de repèrage,
tel que compte-tours sur les moteurs ou tout moyen connu de mesure de
déplacement, permet d'assurer la remise en synchronisme des vérins et
l'identité de niveau des plans anodiques de chaque ligne d'anode.
Lorsque la liaison entre les deux éléments rigides du cadre collectif
est rigide (fig.3) le cadre collectif, au cours de cette manoeuvre,
prend une légère inclinaison qui est donc répercutée sur le plan ano
dique mais son amplitude demeure très faible, de l'ordre de quelques
degrés. On crée donc ainsi un basculement alternatif du plan anodique
qui provoque des mouvements horizontaux du bain sans variation de ni
veau.
est rigide (fig.3) le cadre collectif, au cours de cette manoeuvre,
prend une légère inclinaison qui est donc répercutée sur le plan ano
dique mais son amplitude demeure très faible, de l'ordre de quelques
degrés. On crée donc ainsi un basculement alternatif du plan anodique
qui provoque des mouvements horizontaux du bain sans variation de ni
veau.
Si la liaison entre les deux éléments rigides du cadre collectif est
articulée, le plan anodique reste, au cours de cette manoeuvre de
va-et-vient vertical, parfaitement horizontal. I1 en est de même,bien
entendu, si les deux éléments du cadre collectif sont mécaniquement
indépendants.
articulée, le plan anodique reste, au cours de cette manoeuvre de
va-et-vient vertical, parfaitement horizontal. I1 en est de même,bien
entendu, si les deux éléments du cadre collectif sont mécaniquement
indépendants.
3 Commande individuelle des anodes
Lorsque l'intensité du courant traversant une anode, ou un groupe de
deux anodes dans le cas représenté, s'écarte de la valeur de consigne,
le système de régulation, un ordinateur en général, élabore un ordre
de réglage qui actionne, dans le sens voulu, montée ou descente, le
petit vérin (9) correspondant. Pendant cette opération, les vérins (7)
(7') ne sont pas commandés et les cadres collectifs (5) (5') restent
fixes.
Lorsque l'intensité du courant traversant une anode, ou un groupe de
deux anodes dans le cas représenté, s'écarte de la valeur de consigne,
le système de régulation, un ordinateur en général, élabore un ordre
de réglage qui actionne, dans le sens voulu, montée ou descente, le
petit vérin (9) correspondant. Pendant cette opération, les vérins (7)
(7') ne sont pas commandés et les cadres collectifs (5) (5') restent
fixes.
L'amplitode du mouvement individuel de chaque anode ou groupe d'anodes
peut être fixée à volonté : dans une réalisation particulière appliquée
à une série de cuves d'électrolyse à 280.000 ampères, comportant deux
lignes de 20 anodes, commandées par groupe de deux, on a fixé cette
amplitude à * 30 millimètres. La vitesse de rotation de ces vérins
peut être faible, ce qui confère au réglage une très grande précision
et permet de régler le courant passant dans chaque groupe de deux
anodes à 14.000 ampères avec une précision de + 1 Ó. Dans ces cuves,
13 distance moyenne anode-nappe d'aluminium cathodique est de l'ordre
de 40 millimètres.
peut être fixée à volonté : dans une réalisation particulière appliquée
à une série de cuves d'électrolyse à 280.000 ampères, comportant deux
lignes de 20 anodes, commandées par groupe de deux, on a fixé cette
amplitude à * 30 millimètres. La vitesse de rotation de ces vérins
peut être faible, ce qui confère au réglage une très grande précision
et permet de régler le courant passant dans chaque groupe de deux
anodes à 14.000 ampères avec une précision de + 1 Ó. Dans ces cuves,
13 distance moyenne anode-nappe d'aluminium cathodique est de l'ordre
de 40 millimètres.
Outre ces trois fonctions principales, le dispositif, objet de l'invention, permet, au démarrage d'une cuve, de désolidariser facilement la liaison entre les petits vérins (9) et le cadre collectif (5), ce qui permet de conserver pendant le préchauffage, lorsque les anodes sont posées sur la cathode, une liaison électrique entre les clinquants souples (15) et les tiges d'anodes (16),tout en autorisant librement les dilatations et les mouvements des anodes.
Par ailleurs, la réalisation de liaisons entre les petits vérins (9) et les petits cadres individuels (10) peut être étudiée pour laisser un certain degré de liberté aux anodes,sans être préjudiciable au contact électrique entre la tige d'anode (16) et la cosse en aluminium (14).La chute de tension à la jonction anode-croisillon (12) reste faible malgré les imprécisions de positionnement des anodes.
De plus, avant de changerilneannde, il est possible de la relever quelque peu juste avant l'opération. On diminue ainsi sensiblement le courant qui la traverse et on évite de détériorer par des effets d'arc,les cosses (14) lorsque la tige (16) décolle de la cosse (14).
Enfin, la hauteur des cosses (14) est faible par rapport à la hauteur des croisillons classiques, ce qui permet de réduire la hauteur de la cuve et de raccourcir les tiges d'anodes et la longueur du circuit des conducteurs, minimisant ainsi les investissements initiaux et les chutes de tension en fonctionnement de façon non négligeable.
Au total, la mise en oeuvre de l'invention permet d'ajuster à tout moment, et de façon précise, la position du plan anodique, de contrôler le courant passant dans chaque anode ou groupe d'anodes, et d'assurer le déballage rapide de la cuve, sans variation du niveau de l'électrolyse, assurant ainsi un fonctionnement stable et un rendement optimal.
Claims (9)
1/ Procédé de réglage précis du plan anodique d'une cuve ourla production d'aluminium, par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue, dont le système anodique comporte une pluralité d'anodes précuites, disposées en deux lignes parallèles, et munies de tiges de suspension connectées électriquement à un croisillon qui assure l'arrivée positive de courant et dont le plan cathodique est constitué par la nappe d'aluminium liquide produit, caractérisé en ce que sur chaque ligne d'anodes, on connecte les tiges de suspension de chaque anode, ou de chaque groupe d'anodes d'une part à des petits vérins individuels, d'autre part au croisillon d'amenée de courant positive par l'intermé- diaire de clinquant souple, en ce que l'on connecte les petits vérins individuels de chacune des deux lignes d'anode à un cadre collectif rigide, horizontal,en ce que l'on relie entre eux les deux cadres collectifs rigides et en ce que l'on connecte chaque cadre collectif rigide à un moyen séparé, mais accouplable de réglage de hauteur.
2/ Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait varier la distance entre le plan cathodique et l'ensemble des anodes en agissant, en synchronisme, sur les moyens de réglage de hauteur de chaque cadre collectif rigide, et en interrompant l'alimentation des moyens de commande des petits vérins individuels pendant que les moyens de réglage des cadres collectifs rigides sont en action.
3/ Procédé de réglage précis du plan anodique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste l'intensité du coursant passant dans chaque anode ou dans chaque groupe d'anodes en mesurant l'intensité de ce courant, en la comparant à une valeur de consigne, en élaborant un ordre de correction qui est envoyé à chacun. des petits vérins individuels commandant les anodes ou groupes d'anodes dont l'intensité s'écarte de la valeur de consigne, et en interrompant l'alimentation des moyens de réglage hauteur des deux cadres collectifs rigides pendant que les petits vérins exécutent les ordres de correction.
4/ Procédé de réglage, précis du plan anodique,selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'apparition de l'emballement (ou "effet d'anode") d'une cuve, on interrompt les moyens de commande des petits vérins individuels et on agit séparément, et en synchronisme, sur les moyens de réglage en hauteur de chaque cadre collectif rigide, de façon à relever l'un des cadres d'une hauteur prédéterminée et à abaisser simultanément l'autre cadre d'une hauteur identique, chaque cadre restant horizontal, et le niveau du bain de cryolithe fondue restant constant, puis on effectue la manoeuvre inverse, et ainsi de suite, à plusieurs reprises, jusqu'à ce que l'emballement ait cessé, ce qui se manifeste par le retour de la tension aux bornes de la cuve à une valeur voisine de 4 volts.
5/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de réglage précis du plan anodique d'une cuve pour la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte - un portique fixe formé par au moins une poutre rigide horizontale (1)
munie d'appuis (2) à ses extrémités, - un cadre collectif formé par deux éléments rigides horizontaux (5,5')
correspondant chacun à une ligne d'anodes, supportés chacun par le por
tique fixe (1) par un ensemble de bielles et de leviers (3) (3') (4)
(4') qui permettent aux deux éléments rigides (5) ( 5'), de se déplacer
par rapport au portique, en montée ou en descente, tout en restant
horizontaux, un moyen de commande (7) (7') séparé, mais accouplable de chaque en
semble de bielles (3) et de leviers (4), - une pluralité de moyens de commande individuelle (9) de montée ou de
descente des anodes, reliés, d'une part, au cadre collectif et, d'autre
part, à une pluralité de petits cadres individuels (10), - des moyens de liaison électrique et mécanique (17) entre les petits
cadres individuels (10) et les tiges de suspension des anodes, - des moyens de liaison électrique (1S) entre les croisillons (12,12')
et les petits cadres individuels (10).
6/ Dispositif selon revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de liaison mécanique (6) entre les deux éléments rigides du cadre collectif.
7/ Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique (6) entre les deux éléments rigides du cadre collectif sont rigides.
8/ Dispositif selon ravndication 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique entre les deux éléments rigides du cadre collectif sont articulés.
9/ Dispositif selon revendication 5 caractérisé en ce que la liaison électrique entre le croisillon et les petits cadres individuels est assurée par des clinquants souples (15).
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8123329A FR2517704A1 (fr) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | Procede et dispositif de reglage precis du plan anodique d'une cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium |
| IN1140/CAL/82A IN158317B (fr) | 1981-12-08 | 1982-10-01 | |
| US06/442,309 US4465578A (en) | 1981-12-08 | 1982-11-17 | Apparatus for the precise adjustment of the anode plane of an electrolysis cell used in the production of aluminum |
| JP21118782A JPS58110686A (ja) | 1981-12-08 | 1982-12-01 | アルミニウム製造用電解装置 |
| NZ202667A NZ202667A (en) | 1981-12-08 | 1982-12-01 | Electrolytic cell:anode suspension and height adjustment |
| GB08234239A GB2111082B (en) | 1981-12-08 | 1982-12-01 | Adjustment of the anode plane of an aluminium production electrolysis cell |
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| ES517872A ES8401151A1 (es) | 1981-12-08 | 1982-12-02 | Procedimiento y dispositivo de ajuste preciso del plano anodico de una cuba para la produccion de aluminio. |
| YU2678/82A YU43105B (en) | 1981-12-08 | 1982-12-02 | Device for a precise control of the anode level in electrolytic bath for aluminium production |
| DE3245070A DE3245070C2 (de) | 1981-12-08 | 1982-12-06 | Vorrichtung zur genauen Einstellung der Anodenebene einer Zelle zur Herstellung von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse |
| NL8204708A NL8204708A (nl) | 1981-12-08 | 1982-12-06 | Werkwijze voor het instellen van het anodevlak van een elektrolysevat gebruikt bij de produktie van aluminium. |
| DE19828234243U DE8234243U1 (de) | 1981-12-08 | 1982-12-06 | Vorrichtung zur genauen einstellung der anodenebene einer zelle zur herstellung von aluminium durch schmelzflusselektrolyse |
| BR8207100A BR8207100A (pt) | 1981-12-08 | 1982-12-07 | Processo e dispositivo de regulagem precisa do plano anodico de uma cuba de eletrolise quimica para a producao de aluminio |
| AU91612/82A AU550502B2 (en) | 1981-12-08 | 1982-12-07 | Precise adjustment of anode plant in aluminium electrolysis cell |
| NO824105A NO156983C (no) | 1981-12-08 | 1982-12-07 | Innretning for naktig innstilling av anodeplanet i en el ektrolysecelle for fremstilling av aluminium. |
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| FR8123329A Granted FR2517704A1 (fr) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | Procede et dispositif de reglage precis du plan anodique d'une cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2851810A1 (fr) | 2003-02-28 | 2004-09-03 | Ecl | Verin destine au deplacement d'un cadre anodique d'une cellule d'electrolyse pour la production d'aluminium |
| WO2020181380A1 (fr) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | Rio Tinto Alcan International Limited | Dispositif de manutention destine a convoyer un outil d'intervention sur une cuve d'electrolyse |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1440005A (fr) * | 1965-04-09 | 1966-05-27 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Procédé pour la réalisation d'une superstructure pour cuve d'électrolyse ignée et superstructures réalisées selon ce procédé |
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-
1981
- 1981-12-08 FR FR8123329A patent/FR2517704A1/fr active Granted
-
1982
- 1982-12-01 JP JP21118782A patent/JPS58110686A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1440005A (fr) * | 1965-04-09 | 1966-05-27 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Procédé pour la réalisation d'une superstructure pour cuve d'électrolyse ignée et superstructures réalisées selon ce procédé |
| FR2473194A1 (fr) * | 1980-01-04 | 1981-07-10 | Aluminum Co Of America | Dispositif de positionnement d'anodes dans une cellule d'electrolyse |
| US4269673A (en) * | 1980-01-28 | 1981-05-26 | Aluminum Company Of America | Anode mount |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2851810A1 (fr) | 2003-02-28 | 2004-09-03 | Ecl | Verin destine au deplacement d'un cadre anodique d'une cellule d'electrolyse pour la production d'aluminium |
| WO2004079227A1 (fr) | 2003-02-28 | 2004-09-16 | E.C.L. | Verin destine au deplacement d’un cadre anodique d’une cellule d’electrolyse pour la production d’aluminium |
| WO2020181380A1 (fr) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | Rio Tinto Alcan International Limited | Dispositif de manutention destine a convoyer un outil d'intervention sur une cuve d'electrolyse |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6156316B2 (fr) | 1986-12-02 |
| JPS58110686A (ja) | 1983-07-01 |
| FR2517704B1 (fr) | 1984-01-27 |
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