FR2527646A2 - Jig for accurate adjustment of anode plane - in cell used for mfg. aluminium by electrolysis of molten cryolite contg. alumina - Google Patents
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- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
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Abstract
Description
PERFECTIONNEMENT AU DISPOSITIF DE REGLAGE PRECIS DU PLAN
ANODIQUE D'UNE CUVE D'EIECTROLYSE POUR LA PRODUCTION D 'ALUMINIUi
La présente invention concerne un perfectionnement du dispositif de réglage précis de la position du plan anodique d'une cuve d'électroly- se destinée à la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans la cryolithe fondue (procédé Haîl-Hérouit), objet de la demande de brevet principal n 81 23329 déposée le 8 Décembre 1981.IMPROVEMENT TO THE PRECISE ADJUSTMENT DEVICE OF THE PLAN
ANODE OF AN EIECTROLYSIS TANK FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM
The present invention relates to an improvement of the device for precise adjustment of the position of the anode plane of an electrolytic tank intended for the production of aluminum by electrolysis of alumina dissolved in the molten cryolite (Haîl-Hérouit process), subject of main patent application no 81 23329 filed on December 8, 1981.
Un premier objet de l'invention, objet de la demande de brevet princi- pal, 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 du 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 à 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.A first object of the invention, object of the main patent application, is a process for precise adjustment of the anodic plane of a tank for the production of aluminum, by electrolysis of alumina dissolved in the molten cryolite, of which the anode system comprises a plurality of prebaked anodes, arranged in two parallel lines and provided with suspension rods electrically connected to a spider which ensures the positive arrival of current and whose cathode plane consists of the sheet of liquid aluminum produced , method according to which, on each line of anodes, the suspension rods of each anode or of each group of anodes are connected, on the one hand to small individual height adjustment jacks and, on the other hand, to the positive current supply spider by means of flexible foil, in that the small individual cylinders of each of the two anode lines are fixed to a rigid, horizontal collective frame, in that which is connected between them both ca rigid collective dres and in that each rigid collective frame is connected to a separate but flexible means of height adjustment.
Selon ce procédé, on fait varier la distance entre le plan cathodique et l'ensemble des anodes en agissant simultanement 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.According to this method, the distance between the cathode plane and all of the anodes is varied by acting simultaneously in synchronism on the height adjustment means of each rigid collective frame and by interrupting the supply of the control means of the small jacks. individual while the adjustment means of the rigid collective frames are in 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 dont l'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.According to this same process, the intensity of the current flowing in each anode or in each group of anodes is adjusted by measuring the intensity of this current, by comparing it with a set value, by developing a correction order which is sent to each of the small individual cylinders controlling the anodes or groups of anodes whose intensity deviates from the set value, and by interrupting the supply of the height adjustment means of the two rigid collective frames while the small cylinders execute the correction orders.
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 oe 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 spera- tion, le niveau de l'électrolyte ne varie pas.Finally, when the runaway appearance (or "anode effect" of a tank) occurs, the supply to the control means of the small individual jacks is interrupted and action is taken separately, and in synchronism, on the means height adjustment of each rigid collective frame, so as to raise one of the frames by a predetermined height and simultaneously lower the other frame by an identical height, each frame remaining horizontal, then the reverse maneuver is carried out, and so on, repeatedly, until the runaway has stopped, which manifests itself by the return of the voltage across the terminals of the tank to a value close to 4 volts. During this spera- tion , the level of the electrolyte does not vary.
Un autre objet de l'invention, objet du brevet principal, est un dispositif de réglage précis du plan anodique d'unie 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, disposes en deux lignes parallèles, munies de tiges de suspension connectées électriquement à un croisillon qui assure l'ar- rivée 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 - un cadre collectif formé par deux éléments rigides horizontaux, cor
respondant chacun à une ligne d'anodes, supportées chacun par le por
tique fine 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 doyen de commande séparé, mais accouplable, de chaque ensemble de
leviers et de biellettes, dit "vérin collectif" ;; - 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 - des moyens de liaison mécanique entre les petits cadres individuels
et les tiges de suspension des anodes - éventuellement, des moyens de liaison mécanique, rigides ou articu
lés, entre les deux éléments rigides du cadre collectif - des msyens de liaison électrique entre le croisillon et les tiges
de suspension des anodes.Another subject of the invention, the subject of the main patent, is a device for precise adjustment of the anodic plane of a plain tank for the production of aluminum by electrolysis of alumina dissolved in molten cryolite, the anodic system of which comprises a plurality of prebaked anodes, arranged in two parallel lines, provided with suspension rods electrically connected to a spider which ensures the positive arrival of the current, and whose cathode plane consists of the sheet of liquid aluminum produced, device which comprises - a fixed gantry formed by at least one horizontal rigid beam
provided with support at its ends - a collective frame formed by two rigid horizontal elements, cor
each corresponding to a line of anodes, each supported by the por
fine tick by a set of levers and links which allow
the two rigid elements to move relative to the gantry, in
uphill or downhill, while remaining horizontal; - a separate, but flexible, control dean from each set of
levers and rods, said "collective cylinder"; - a plurality of individual anode control means, connected
on the one hand, to the collective framework and, on the other hand, to a plurality of
small individual frames - means of mechanical connection between small individual frames
and the rods for hanging the anodes - optionally, mechanical, rigid or articulated means
strips, between the two rigid elements of the collective frame - msyens of electrical connection between the spider and the rods
anode suspension.
Au fur et à mesure de l'usure des anodes, les cadres collectifs descendent progressivement. I1 faut donc, périodiquement, les replacer en position haute. Cette opération, appelée relevage des cadres, se fait habituellement en maintenant les anodes à leur niveau au moyen d'une poutre de relevage que le pont d'électrolyse amene sur la cuve, poutre munie de cloches de préhension des tiges d'anodes et prenant appui sur la superstructure de la cuve.Une poutre de ce type a été décrite notamment dans le brevet français FR. 1 445 602 (= US. 3 434 955) au nan d'AL4iNiU1 PBCHINEY. Une fois les anodes fixées à cette poutre, les connexions principales des tiges d'anodes sur l'ensemble mobile sont ouvertes et l'on commande le retour au sarranet de leur course des cadres collectifs (5) et (5') au moyen des vérins collectifs (7) et (7').As the anodes wear out, the collective frames gradually descend. It is therefore necessary, periodically, to replace them in the high position. This operation, called raising the frames, is usually done by keeping the anodes at their level by means of a lifting beam that the electrolysis bridge brings to the tank, a beam provided with bells for gripping the anode rods and taking support on the superstructure of the tank. A beam of this type has been described in particular in French patent FR. 1,445,602 (= US 3,434,955) per nan of AL4iNiU1 PBCHINEY. Once the anodes are fixed to this beam, the main connections of the anode rods on the mobile assembly are open and the collective frames (5) and (5 ') are ordered to return to their sarranet by means of the collective cylinders (7) and (7 ').
Cette méthode présente les deux principaux inconvénients suivants 1. - Pendant l'opération de relevage, le passage du courant du croisillon vers les tiges d'anodes se fait par le même contact qu'en service normal. Ce ccntact est alors glissant. I1 est, de plus, de mauvaise qualité car la pression de la tige sur le croisillon, malgré une conception adaptée de la poutre de relevage, est faible en regard de la pression exercée par un connecteur. Ce mauvais contact glissant, outrelaperte d'énergie qu'il occasionne, est aussi l'origine d'une détérioration accélérée des surfaces de contact. D'autre part, il existe un risque de détérioration encore plus grand en cas d'emballage pendant l'opération de relevage, car la tension aux bornes de la cuve augmente beaucoup. This method has the following two main drawbacks 1. - During the lifting operation, the passage of current from the spider to the anode rods is done by the same contact as in normal service. This ccntact is then slippery. I1 is, moreover, of poor quality because the pressure of the rod on the spider, despite an adapted design of the lifting beam, is low compared to the pressure exerted by a connector. This poor sliding contact, over-recuperating energy that it causes, is also the source of an accelerated deterioration of the contact surfaces. On the other hand, there is an even greater risk of deterioration in the event of packaging during the lifting operation, since the voltage across the terminals of the tank increases a lot.
2. - La poutre de relevage est une pièce lourde et encombrante qui nécessite une prise d'énergie pour actionner ses mécanismes. Elle est donc manipulez avec le pont d'électrolyse. L'opération de relevage étant relativement longue, le taux d'occupation du pont s'en trouve accru et cela diminue donc le ncmbre de cuves pouvant etre exploitées avec un même pont et augmente le nombre de ponts pour une série. De plis, la mise en place sur la cave de la poutre de relevage et du pont interdit le passage d'aueres ponts au-dessus de cette cuve, ce qui constitue une contrainte supplémentaire d'exploitation. 2. - The lifting beam is a heavy and bulky part which requires an energy intake to activate its mechanisms. It is therefore handled with the electrolysis bridge. The lifting operation being relatively long, the occupancy rate of the bridge is increased and this therefore decreases the number of tanks that can be operated with the same bridge and increases the number of bridges for a series. In folds, the installation of the lifting beam and the bridge over the cellar prohibits the passage of other bridges over this tank, which constitutes an additional operating constraint.
L'objet de l'invention est un dispositif particulier de relevage des cadres, qui assure, de plus, un contact électrique franc pendant l'opération.The object of the invention is a particular device for lifting the frames, which also ensures frank electrical contact during the operation.
Les figures 1 et 2 illustrent le dispositif objet de l'invention.Figures 1 and 2 illustrate the device object of the invention.
Elles reproduisent respectivement les figures 2 et 3 du brevet principal et comportent les mêmes repères numériques, plus les organes nouveaux.They respectively reproduce Figures 2 and 3 of the main patent and include the same reference numerals, plus the new members.
La figure 3 est une coupe horizontale du connecteur de relevage.Figure 3 is a horizontal section of the lift connector.
Le dispositif, objet de l'invention, comporte pour chaque anode ou chaque groupe d'anodes, un plot en aluminium (30),appelé faux-cadre ou cadre auxiliaire, alimenté électriquement à partir des croisillons principaux (12) et (12'), par des clinquants souples (31). Ce cadre auxiliaire (30) repose sur un appui lié rigidement aux poutres (1) et !1'), oe qui lui interdit tout mouvement vers le bas. I1 comporte, de plus, un petit connecteur simplifié (32) dont la force est juste nécessaire au soutien du poids d'une anode immobile ; sont coût est donc réduit. II comporte ltorgane de connexion proprement dit (32) qui est articulé en quatre points (33, 34, 35, 36) formant un quadri latere.Le mouvement de serrage-desserrage est assuré par rotation du vérin à vis (37) commandé par un outil approprié.The device, object of the invention, comprises for each anode or each group of anodes, an aluminum stud (30), called subframe or auxiliary frame, electrically powered from the main crossbars (12) and (12 ' ), by flexible foils (31). This auxiliary frame (30) rests on a support rigidly connected to the beams (1) and! 1 '), which prevents it from moving downwards. I1 further comprises a small simplified connector (32) whose force is just necessary to support the weight of a stationary anode; are cost is therefore reduced. It comprises the connection member proper (32) which is articulated at four points (33, 34, 35, 36) forming a quadri latere. The tightening-loosening movement is ensured by rotation of the screw jack (37) controlled by a appropriate tool.
L'opération de relevage des cadres consiste à serrer la tige d'anode (16) sur le cadre auxiliaire (30) au moyen du petit connecteur de relevage (32). L'anode est dcnc liée électriquement à la barre principale d'alimentation (12) et mécaniqueent au cadre auxiliaire, donc à la poudre fixe (1). On peut alors desserrer les connecteurs principaux (17) et relever l'ensemble des cadres collectifs (5), vérins individuels (9) et plots de connexion des tiges d'anodes (10) et (14). Ensuite, sont resserrés les connecteurs principaux (17) et desserrés les connecteurs auxiliaires (32).The frame lifting operation consists in tightening the anode rod (16) on the auxiliary frame (30) by means of the small lifting connector (32). The anode is dcnc electrically linked to the main feed bar (12) and mechanically to the auxiliary frame, therefore to the fixed powder (1). We can then loosen the main connectors (17) and raise all of the collective frames (5), individual cylinders (9) and connection pads of the anode rods (10) and (14). Then the main connectors (17) are tightened and the auxiliary connectors (32) are loosened.
Un dispositif annexe manuel ou mécanisé peut permettre d'éloigner le cadre auxiliaire (30) de la tige d'anode (16) de façon à ne pas avoir de contact électrique à cet t endroit. A manual or mechanized auxiliary device can allow the auxiliary frame (30) to be moved away from the anode rod (16) so as not to have electrical contact at this location.
les deux inconvénients cités plus haut du dispositif classique disparaissent puisque le seul outillage nécessaire pour relever les cadres consiste en des clés manuelles ou mécanisées de serrage et desserrage des connecteurs, ce qui rend l'opération indépendante des autres opérations d'exploitation et du pont d'électrolyse et, d'autre part, un passage franc et direct du courant électrique est toujours assuré quelle que soit la phase considérée de la manoeuvre de relevage. the two disadvantages mentioned above of the conventional device disappear since the only tool necessary to raise the frames consists of manual or mechanized keys for tightening and loosening the connectors, which makes the operation independent of other operations of operation and of the bridge. 'electrolysis and, on the other hand, a frank and direct passage of the electric current is always ensured whatever the phase considered of the lifting operation.
Claims (1)
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