WO2015017922A1 - Dispositif d' electrolyse et ensemble anodique destines a la production d'aluminium, cellule d' electrolyse et installation comportant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d' electrolyse et ensemble anodique destines a la production d'aluminium, cellule d' electrolyse et installation comportant un tel dispositif Download PDF

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WO2015017922A1
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anode
carrier
receiver
contact surface
assembly
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PCT/CA2014/050720
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Yves Rochet
Frédéric BRUN
Steeve RENAUDIER
Original Assignee
Rio Tinto Alcan International Limited
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Definitions

  • the invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis.
  • the invention relates more particularly to an electrolysis device associated with an electrolytic cell using at least one anode assembly moved vertically during electrolysis, and electrically powered by anode conductors.
  • Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, namely by electrolysis of alumina in solution in a bath of molten cryolite, called electrolyte bath, according to the well known Hall Houult process.
  • the electrolyte bath is contained in tanks, called “electrolysis cells", each tank comprising a steel box having an inner lining generally made from refractory and / or insulating materials.
  • An electrolysis cell comprises cathode assemblies located at the bottom of the tank, each cathode assembly comprising a cathode of carbon material. Anodes are partially immersed in the electrolyte bath.
  • the anodes are more particularly of the pre-baked anode type with carbonaceous anode blocks precooked, that is to say cooked before introduction into the electrolysis cell.
  • the anode blocks are often suspended from an anode support to form with said blocks what is often called the anode assembly.
  • the anode assembly is generally movable relative to the box and can move vertically using displacement means to compensate for the consumption of anode blocks during electrolysis and variations in the level of aluminum accumulating on the cathode.
  • the electrolytic cell may generally receive a plurality of anode assemblies distributed along a longitudinal direction of the vessel and its vessel, the anode carrier of said anode assemblies extending along a transverse direction of the vessel and its vessel. .
  • the assembly formed by an electrolytic cell, its anodes and the electrolyte bath is often called an electrolysis cell.
  • An electrolysis installation may comprise a series of several tanks extending along the transverse direction of the tank and its caisson
  • the anode assemblies and the cathode assemblies of an electrolytic cell are electrically connected by a network of electrical conductors.
  • Cathode conductors are connected to the cathode sets to collect a current electrolysis at the cathode and to lead cathodic outputs through the bottom or sides of the box.
  • the cathodic outputs are, for their part, electrically connected, via routing conductors, to anode conductors electrically feeding the anode assemblies of the next vessel. These routing conductors generally extend in a substantially horizontal direction.
  • the anode conductors are, in turn, electrically connected to the anode assemblies of the next vessel.
  • the electrolysis current is thus conveyed from the cathode of an electrolytic cell to the anode blocks of the following electrolytic cell, via cathode conductors, routing conductors, anode conductors and anodic support of anode assemblies.
  • the anode assemblies can be displaced vertically using the displacement means, in order to compensate for the consumption of the anode blocks.
  • the anode assemblies can also be moved vertically during anode change maneuvers by other means, such as handling tools. During these vertical displacements of the anode assemblies, the anode blocks are moved through an opening defined by the lining of the chamber of the electrolytic cell. The vertical displacements of the anode assemblies during the anode change maneuvers may be limited by the presence of electrolysis cell equipment arranged above this opening.
  • the French patent published under the number 2,694,945 describes a tank superstructure comprising a rigid beam arranged above the electrolytic cell and extending in the longitudinal direction of the vessel of said vessel, the beam supporting a anodic frame to which are connected on the one hand current increases and on the other hand anode rods.
  • the rigid beam of the superstructure also supports up-down anode mechanisms for vertically moving the anode frame and the anodes attached to said anode frame.
  • Such an arrangement of the superstructure, the anode frame and the current surges above the electrolytic cell tends to reduce the available space above the vessel of said vessel, and to limit the vertical displacement of the anodes during anode change maneuvers.
  • US Patent No. 3,575,827 discloses an electrolysis cell with an anode assembly comprising a metal plate surmounted by a gateway integral with said plate and an anode block suspended from said plate, said anode assembly being adjusted upward or downward to using cylinders fixed on the face outer walls of a box of said cell on which the anode assembly rests.
  • a flexible conductor is used to bring the electrolysis current to a conductor integral with the anode assembly, the latter conductor being fixed on top of the metal plate to which is suspended the anode block. It follows that, during the anode change maneuvers, the disassembly of the anode assembly seems to require first of all disconnecting the flexible conductor from the anode assembly, and in a second time to separate the anode assembly cylinders. In the same way, the mounting of the anode assembly seems to be done in two steps, by first joining the anode assembly to the cylinders and then connecting the flexible conductor to the anode assembly.
  • the disconnection of the flexible conductor may leave the end of this conductor in the passage of the anode block or anode assembly, which may lead to mechanical interactions with said conductor and lead to wear or damage.
  • the disconnected end of the flexible conductor may come into contact with the electrolyte inside the cell. electrolysis, which could lead to damage to said conductor or other problems related to the operation of said vessel.
  • the present invention relates to an electrolysis device associated with an electrolytic cell to facilitate anode switching maneuvers and to promote the accessibility of handling and intervention tools in the electrolysis cell.
  • the invention also aims to allow the anode change maneuvers without stopping the production of aluminum in the tank.
  • the invention also aims to limit the wear and damage of anode conductors during anode change maneuvers.
  • the invention relates to an electrolysis device for the production of aluminum comprising a box having an inner lining defining an opening through which is intended to be displaced at least one anode block, said at least one anode block being suspended from an anode carrier forming with said at least one anode block an anode assembly movable relative to the box, said device further comprising displacement means comprising at least one anode receiver for cooperating with said anode carrier to move the anode assembly in accordance with a substantially vertical direction, said anode carrier being intended to be connected to anode conductors for supplying an electrolysis current to said at least one anode block, said electrolysis device being characterized in that said at least one anode receiver is disposed outside a space defined by the top of said at least one anode block during its movement through the opening, said at least one anode receiver having a contact surface cooperating with a corresponding anode contact surface of the anode carrier to establish with said anode carrier, an electrical contact for conducting the electrolysis current between
  • said at least one anode receiver is disposed outside a space defined by the top of the at least one anode block during its movement through the opening.
  • said at least one anode receiver is not disposed at the right of the at least one anode block during its movement through the opening, or said at least one anode receiver is disposed outside a projection vertical translation path of the at least one anode block during its movement through the opening.
  • the invention thus facilitates anode change maneuvers, and promote the accessibility of handling and intervention tools in the electrolysis cell.
  • the invention also makes it possible to limit wear and damage of the anode conductors during anode change maneuvers.
  • the invention also makes it possible to carry out the anode change maneuvers without stopping the production of aluminum in the electrolytic cell.
  • the electrolysis device according to the invention is intended to receive several anode assemblies distributed along a longitudinal direction of the box, the anode support of said anode assemblies extending along a transverse direction of said box, said device further comprising compensating means cooperating with the displacement means for absorbing the expansion of said anode carrier along the transverse direction and / or the longitudinal direction.
  • the anode support of said assembly rises in temperature, which causes an expansion of said support which is particularly important in the transverse direction.
  • This expansion has the effect of generating mechanical stresses on the anode receiver of the displacement means, which can lead to blockage or damage to these displacement means.
  • These mechanical stresses can not only deform the receiver but also the anode assembly and thus generate flatness defects and therefore electric contact.
  • the compensation means make it possible to tolerate any unevenness in order to ensure good electrical contact by allowing a certain range of deformation, which makes it possible to release the mechanical stresses associated with the thermal expansion or the eventual torsion of the anodic support during of his handling.
  • compensation means cooperating with the moving means is meant that there is established between the compensation means and the moving means at least one functional cooperation, but not necessarily a physical cooperation, that is to say that the compensation means act directly or indirectly on the displacement means.
  • the compensation means may interact directly with or be integrated in the displacement means, in particular the anode receiver of said moving means.
  • the compensation means may have no interactions directly with the displacement means, for example by being integrated in the anode carrier of the anode assembly.
  • the contact surface of the at least one anode receiver is arranged above the at least one anode receiver to support the anode assembly. In this way, the electrical contact between the anode receiver and the anode carrier is improved.
  • the at least one anode receiver comprises a drive portion guided in translation in the substantially vertical direction and a conductive portion of electricity.
  • the driving part can be made of steel.
  • the driving part cooperates with motor means and guide means.
  • the conductive part may, in turn, be made of copper. This configuration makes it possible in particular to limit the electrical resistance.
  • the contact surface of the at least one anode receiver is arranged on the conductive portion of said anode receiver.
  • the decoupling between the displacement function and the conduction function of electricity is carried out on a major part of the anode receiver, but not on the whole of said anode receiver. Indeed, it is only at the level of the contact surface of the anode receiver, the conductive portion alone ensures the dual function of displacement and conduction of electricity.
  • the contact surface is substantially horizontal, the compensation means being essentially formed by said contact surface and the anodic contact surface of the anode support cooperating with said contact surface, the expansion of the support anodic along the transverse direction being slidably absorbed from said anode contact surface on said contact surface in the transverse direction and / or in the longitudinal direction of said support surface.
  • the contact surface of the at least one anode receiver and the corresponding anode contact surface of the anode carrier generally have complementary shapes.
  • the contact surface of the at least one anode receiver and the corresponding anode contact surface of the anode carrier are flat and horizontal.
  • the contact surface of the at least one anode receiver and the corresponding anode contact surface of the anode support may have various shapes, in particular to maximize the extent of these surfaces and thus to promote the electrical conductivity between the anode receiver and the support anodic.
  • the contact surface of the at least one anode receiver may comprise a trough or groove passing through the whole of said contact surface and whose main axis extends parallel to the transverse direction of the box.
  • This embodiment makes it possible to promote the sliding of the anodic contact surface of the anode support on the corresponding contact surface of the anode receiver in the transverse direction of the box.
  • the corresponding anode contact surface has an oblong projecting portion intended to cooperate with the chute.
  • the chute and the corresponding oblong protruding portion have a transverse profile in the form of an arc of a circle, for example a half-circle.
  • the main directions of the chute and the corresponding oblong projection part may be oriented in the transverse box direction for the contact surfaces on a longitudinal edge of the box and oriented in the longitudinal direction for the surfaces on the other longitudinal edge of the box.
  • the sliding of the anode contact surface of the anode support on the contact surface is facilitated by the use of an electrically conductive grease applied to one of said surfaces.
  • the compensation means are arranged in said at least one anode receiver.
  • the anode support can then be advantageously fixed on the anode receiver so that the anodic contact surface of the anode carrier is in compression against the contact surface of the anode receiver, without risking deterioration of the displacement means.
  • the compensation means are arranged between an upper part of the at least one anode receiver carrying the contact surface and the driving part.
  • the compensating means comprise at least one connecting element between the upper part and the driving part making it possible to absorb the expansion of the said anodic support along the transverse direction or the longitudinal direction, such that an connecting element of the connecting rod type.
  • the displacement means are equipped with at least two anode receivers per anode assembly, disposed on either side of the box relative to the transverse direction, a first connecting element of one of the anode receivers allowing absorbing any expansion of said anode support along the transverse direction, and a second connecting member of the other anode receiver for absorbing any expansion of said anode carrier along the longitudinal direction.
  • the compensation means comprise at least one connecting element between the upper part and the drive part for absorbing the expansion of said anodic support along the transverse direction and the longitudinal direction, such as a ball-type connecting element.
  • the driving part of the anode receiver comprises a lifting mat driven in translation and a soleplate connected to said lifting mat via the connecting element, the conductive part comprising at least one lateral conductor and a conductive plate disposed on said soleplate electrically connected to said lateral conductor.
  • the driving portion comprises a strapping surrounding the conductive portion of the electricity with sufficient clearance to allow said conductive portion to deform within said strapping and to absorb thus dilating the anodic support along the transverse direction and / or the longitudinal direction.
  • the displacement means are equipped with at least two anode receivers per anode assembly, said anode receptors being respectively arranged along each longitudinal wall of the box, outside said box.
  • the at least two anode receivers per anode assembly are associated with separate drive means.
  • the electrolysis device comprises guide means arranged along the longitudinal walls of the box, outside said box, said guide means being arranged in a welded structure forming said box.
  • the opening delimited by the inner lining of the box and the anode assembly is covered by a removable cover.
  • the compensation means are arranged in the anode carrier.
  • the invention also relates to an anode assembly intended to be installed in an electrolysis device for the production of aluminum, said anode assembly comprising an anode support and at least one anode block suspended from said anodic support, said anode carrier being intended for being connected to anode conductors for supplying an electrolysis current to said at least one anode block, said at least one anode block being intended to be displaced in a substantially vertical direction through an opening delimited by a box and its inner coating of said electrolysis device using at least one anode receiver means for moving said electrolysis device cooperating with said anode support, said anode assembly being characterized in that the anode carrier comprises at least one surface anode contact cooperating with a corresponding contact surface of said at least one recce anode detector for establishing with said at least one anode receiver, an electrical contact for conducting the electrolysis current between said at least one anode receiver and the anode assembly, and a mechanical contact for moving said anode assembly in the substantially vertical direction, the at least one
  • the at least one anode contact surface of the anode support is disposed outside a space defined by the top of said at least one anode block.
  • the at least one anode contact surface is not arranged at the right of the at least one anode block.
  • such a configuration makes it possible in particular to receive the anode assemblies on anode receivers of the electrolysis device which are arranged outside the vertical translation path of the anode blocks.
  • the anode support of the anode assembly extends along a main direction corresponding to a transverse direction of the box when the anode assembly is received in the electrolysis device, and said anode carrier comprises means of compensation for absorbing the expansion of said anode carrier along said main direction and / or a secondary direction of said anode carrier corresponding to a longitudinal direction of said well when the anode assembly is installed in said electrolysis device.
  • the compensation means make it possible to correct any unevenness in order to ensure good electrical contact and to overcome any thermal expansion or torsion of the anodic support.
  • the anode carrier comprises an armature, supporting the at least one anode block, and an electrically conductive portion, the at least one anode contact surface of said anode carrier being arranged in said conductive portion.
  • the anode support compensation means comprise at least one connecting element, such as a connecting rod-type connecting element or a sliding-type connecting element, disposed between the at least one anode contact surface. and a major portion of the frame, for absorbing any expansion of said anode carrier along the main direction or the secondary direction.
  • a connecting element such as a connecting rod-type connecting element or a sliding-type connecting element
  • the anodic support comprises two anode contact surfaces disposed on each side of said anode support with respect to the main direction, a first connecting element disposed between one of the anodic contact surfaces and the main part of the reinforcement enabling absorbing any expansion of said anode carrier along the main direction and a second connecting member disposed between the other anode contact surface and the major portion of the frame for absorbing any expansion of said anode carrier along the secondary direction.
  • At least one connecting element makes it possible to absorb the expansion of the anodic support along the main direction and the secondary direction, such as a ball-type connection element.
  • the invention also relates to an electrolysis cell, said cell being characterized in that it comprises an electrolysis device as described above, said electrolysis cell comprising, in addition, an electrolysis cell formed by the casing and the inner lining of said electrolysis device, an electrolyte bath contained in said vessel and at least one anode assembly comprising at least one anode block partially immersed in said electrolyte bath.
  • Figure 1 shows in section, two adjacent electrolysis cells according to the invention, according to a cross section A-A of Figure 2 described below.
  • FIG. 2 represents in section, one of the electrolysis cells of FIG. 1, along a longitudinal section B-B.
  • Figure 3 shows a side view of the same electrolysis cell of Figure 1, along a plane defined by a longitudinal section C-C.
  • FIG. 4 is a sectional view of two adjacent electrolysis cells according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents in section, for one of the electrolysis cells of FIG. 4, an anode receiver of the displacement means comprising a connecting rod-type connecting element and a jack cooperating with said anode receiver.
  • FIG. 6 represents, in section, the anodic receptor of FIG. 5, along a longitudinal section D-D.
  • FIG. 7 represents in section, for one of the electrolysis cells of FIG. 4, an anode receiver of the displacement means comprising a ball-type connection element and a jack cooperating with said anode receiver.
  • FIG. 8 represents, in section, the anode receiver of FIG. 7, along a longitudinal section E-E.
  • FIG. 9 shows in section, two adjacent electrolysis cells according to yet another embodiment of the invention.
  • FIG. 10 represents, in section, an anode receiver means for moving the anode assembly of one of the electrolysis cells of FIG. 9 and a jack cooperating with said anode receiver.
  • Figure 1 1 shows in section, the anode receiver of Figure 10, according to a longitudinal section F-F.
  • Figure 12 shows in section, the anode receiver of Figure 10, according to a longitudinal section G-G.
  • FIG. 14 represents, in section, the anodic support of FIG. 13, along a longitudinal section 11.
  • FIG. 15 represents in section, a part of the anode support and compensation means of FIG. 13, along a longitudinal section K-K.
  • Figure 16 shows in section, an anode assembly according to another embodiment.
  • Figure 17 shows in section, the anode carrier of Figure 16, according to a longitudinal section L-L.
  • Figure 18 shows in section, a portion of the anode carrier and the compensation means of Figure 16, according to a longitudinal section N-N.
  • FIG. 1 shows two adjacent electrolysis cells 1 intended for the production of aluminum by electrolysis, each of said tanks being associated with an electrolysis device 1 according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1 The description below is made with respect to a Cartesian reference system, represented in FIG. 1, which is linked to each electrolysis cell 1, the X axis being oriented in a transverse direction of the electrolysis cells, the axis Y being oriented in a longitudinal direction of the electrolytic cells, and the Z axis is oriented in a vertical direction of the electrolysis cells.
  • the orientations, directions, plans and longitudinal, transverse, vertical displacements are thus defined with respect to this reference frame.
  • the electrolysis vessel 1 is arranged perpendicularly to the length of a row of electrolysis cells to which it belongs. Thus, it extends in length in the longitudinal direction Y, while the row of electrolysis cells extends in length in the transverse direction X.
  • Each of the electrolysis tanks 1 comprises a box 3, which may be metallic, for example steel, and an inner liner 5, typically made of refractory materials.
  • the box 3 is usually equipped with cradles reinforcements.
  • Each of the electrolysis tanks 1 comprises at least one cathode assembly disposed at the bottom of the box 3, each cathode assembly comprising at least one cathode 7, which can be formed of several cathodic blocks made of carbonaceous material, as well as cathode conductors 9 intended to collect the electrolysis current to lead it to cathode outlets 1 1 passing through the caisson 3.
  • Each of the electrolysis tanks 1 also comprises anode assemblies 12 comprising an anode carrier 13 and at least one anode block 15 or supported anode by the anodic support 13.
  • the anodic support 13 comprises a support bar 17 which can extend substantially horizontally between two opposite longitudinal edges of the electrolytic cell and the rods 19.
  • the anode block 15 is hooked to the anodic support 13 by means of logs 19 sealed with cast iron in holes provided for this purpose in the anode block 15.
  • the anode block 15 may be of carbon material.
  • the anode block 15 is often of precooked type. In operation, the anode block 15 is immersed in an electrolytic bath 21 contained in each electrolysis tank 1 to be consumed.
  • each of the electrolysis tanks 1 comprises displacement means 23 for translating vertically downward the anode assemblies 12. In this way, the anode blocks 15 are lowered, as and when of their consumption, through an opening 16 delimited by the box 3 and its lining 5.
  • the displacement means 23 comprise, for each electrolytic cell 1, at least two anode receivers 25 intended to cooperate with the anode carrier 13, 17 to drive the anode assembly 12.
  • the anode receivers 25 can be actuated by cylinders 39 More specifically, each anode receiver 25 has a contact surface 27 cooperating with an anode contact surface 29 of the anode support 13, 17 to establish with said anodic support a mechanical contact for vertically driving the anode assembly 12.
  • the contact surface 27 of the anode receptors 25 is arranged above said anode receptors, so that the anode assembly is supported on these anode receptors. Therefore, it is not necessary to have fixing means for fixing the anode carrier 13, 17 on the anode receivers 25. As explained below, the absence of fixing means makes it possible to compensate the transverse or longitudinal dilations of the anodic support 13, 17.
  • the anode assemblies and cathode assemblies of each electrolytic cell are electrically powered by a network of electrical conductors.
  • the cathode outlets 1 1 of the electrolysis tanks 1 are connected to routing conductors 31 to conduct the electrolysis current collected by the cathode conductors 9 to anode conductors electrically supplying the anode blocks 15 of the reactor vessel. next electrolysis.
  • These routing conductors 31 generally extend in a substantially horizontal direction.
  • the anode conductors are, in turn, electrically connected between the routing conductors 31 and the anode assemblies 12.
  • Anode conductors are intended to conduct the electrolysis current to the anode assemblies 12 and comprise flexible electrical conductors 33 to adapt, by their flexibility, to the displacement in vertical translation of the anode assemblies 12 and thus to maintain the electrical connection during the displacement of the anode assemblies 12.
  • the flexible electrical conductors 33 may be formed by a superposition of electrically conductive flexible sheets.
  • the cathode conductors 9, the cathode outlets 11 and the routing conductors 31 may be formed by metal bars, for example aluminum, copper or steel.
  • the contact surface 27 of each anode receiver 25 makes it possible to establish with the anode carrier 13, 17, not only a mechanical contact for vertically moving the anode assembly 12, but also a contact electrical conductor for conducting the electrolysis current between each anode receiver and said anode carrier.
  • each anode receiver 25 has a drive portion 35 which is guided in vertical translation and a conductive portion of the electricity.
  • the driving part 35 which is often made of steel, is driven by the cylinders 39 and guided in vertical translation by guide means 51 which can be formed against the box and the upper part of the box and, where appropriate, by a part of a superstructure of the tank.
  • the conductive portion may, in turn, be formed by rigid electrical conductors, non-deformable, for example, formed by a metal bar, in particular steel, copper, aluminum or steel / copper composite.
  • the conductive part is part of the anode conductors described above, and thus enables the electrolysis current to be led to an anode assembly 12.
  • the conductive portion is electrically connected between, on one side, the flexible electrical conductors 33. and on the other side, the anodic contact surface 29 of the anode carrier 13, 17.
  • FIG. 1 only the upper end of the conductive portion 37 has been shown, i.e., the portion of the anodic receiver 25 carrying the contact surface 27.
  • the transport of the electrolysis current in the anode carrier 13, 17, between the anodic contact surface 29 of said support and the anode blocks 15, is done using electrical conductors 40 , represented in black, integrated in said anodic support.
  • the transport of the electrolysis current in the anode carrier 13, 17 is also done using the rods 19.
  • the contact surfaces 27 of the anode receivers 25 being arranged to support the anode assembly 12, the weight of this Anodic assembly thus makes it possible to reinforce the electrical contact between the anode receiver and the anode support. It follows that the conduction of the electrolysis current is improved.
  • the anode receivers 25 of the displacement means 23 are arranged outside a space defined by the top of the anode blocks 15 during their displacement through the opening 16. vertical members of the anode assembly 12, whether through the displacement means 23 to compensate for the consumption of the anode blocks 15, or whether it is with the aid of handling tools in the operations of change of anode, the anode receivers 25 are not on the vertical translation path of the anode blocks 15.
  • the anode conductors are also arranged outside the space defined by the top of the anode blocks 15 during their displacement to 16.
  • the end of the anode conductors, which are in contact with the anode carrier 13, 17, is included in the conductive portion 37 of the anode receivers 25, this the latter being itself outside the space defined by the top of the anode blocks 15. It follows that the anode change maneuvers are facilitated. This configuration also makes it possible not to hinder the accessibility of the intervention tools in the electrolytic cell. With the exception of a removable cover described below, no equipment is disposed above the opening 16 which could impede accessibility in each electrolysis tank 1.
  • compensation means cooperating, at least functionally, with the displacement means are often necessary to absorb the expansion of the anodic support 13, 17.
  • the contact surface 27 of the anode receiver 25 is flat and horizontal, which makes it possible to absorb any expansion of the anodic support 13, 17 by sliding of the anodic contact surface 29 of this anodic support on said contact surface of the anode receiver.
  • the compensation means are essentially formed by the contact surface 27 of the anode receiver 25 and the anodic contact surface 29 of the anode carrier 13, 17. This sliding of the contact surface Anode 29 of the anode carrier 13, 17 on the contact surface 27 may be facilitated by the use of an electrically conductive grease applied to one of said surfaces.
  • Each of the electrolysis tanks 1 comprises a containment chamber 41 for confining the gases generated during the electrolysis reaction.
  • This containment enclosure delimits a closed volume above the opening 16 through which the anode assembly 12 is moved vertically.
  • the anode assemblies 12 are integrally contained in the confinement enclosure 41.
  • This confinement enclosure is formed, at least in part, by the caisson 3 and by a removable cover 43.
  • the containment enclosure 41 may comprise a superstructure receiving the removable cover 43 and disposed above the box 3. In the embodiment shown, the removable cover 43 rests on a fixed part 45 of a superstructure or an extension of the box 3.
  • the removable cover 43 allows to extract and introduce anode assemblies 12, from above, in each electrolysis tank 1, with the aid of handling tools. It also facilitates any intervention in the electrolysis cell 1.
  • the anode receivers 25 of the displacement means 23 are partially in the confinement enclosure 41.
  • An upper part of the anode receptors 25 carrying the contact surface 27 is disposed inside the confinement enclosure 41.
  • the flexible electrical conductors 33 and the cylinders 39 are arranged outside the the confinement chamber 41.
  • the upper part of the anode receptors 25 carrying the contact surfaces 27 extends inside the confinement enclosure 41, so that the electrical connection with the anode support 13, 17 is realized inside the containment enclosure 41.
  • the anode assembly 12 is free of any interaction with the box 3, the removable cover 43, and where appropriate the superstructure which form the confinement enclosure 41. In this way, the confinement enclosure 41 is not likely to be affected, either by the replacement of the anode assembly or by the displacement of the anode assembly towards the down as consumption of the anodic blocks 15.
  • each electrolysis vessel 1 comprises gaskets. sealing 47 interposed between the removable cover 43 and the fixed portion 45 on which said removable cover 43 rests.
  • FIGS. 2 and 3 show that the removable cover 43 may comprise a plurality of substantially longitudinal and parallel mutually adjacent covers 53 extending in a substantially transverse direction X between two opposite longitudinal edges of each electrolysis vessel 1
  • the compensation means are arranged in the anode receivers 125, 126 displacement means 123 associated with each electrolytic tank 101, that is to say more precisely between the upper part of the anode receivers 125, 126 carrying the contact surfaces 127, 128 and the drive portion 135, 136 of these same anodic receivers guided in vertical translation.
  • the compensation means comprise connecting elements 161 arranged in the anode receivers 125 arranged to the left of each electrolytic cell and connecting elements 171 of another type arranged in the anode receivers 126 arranged to the right of each tank of Electrolysis 101.
  • the connecting elements 161 are of the connecting rod type, while the connecting elements 171 are of the ball-and-socket type.
  • the connecting elements 161, 171 of the compensation means are arranged between the upper part and the drive part 135, 136 of the anode receivers 125, 126.
  • the anode support 13, 17 of the anode assemblies 12 shown in FIG. 4 is fixed on the anode receivers 125, 126 by means of fastening means comprising two complementary threads, the cooperation of which allows the attachment of the anode carrier 13, 17 by simple screwing with the screws 181.
  • the fastening means could include any type of connector, for example screw, performing a plating and compression of the anode carrier 13, 17 against the anode receivers 125, 126.
  • the driving portion 135 comprises a hoisting mat 163 driven in vertical translation by the cylinder 39.
  • the driving part also comprises a steel soleplate 165 connected to the lifting mat 163 via the connecting element 161 of the connecting rod type.
  • the conductive portion 137 comprises, in turn, two rigid lateral conductors 167 which are connected in their lower part to the flexible conductors 33 shown in FIG. 4.
  • the conductive portion 137 further comprises a conductive soleplate 169 made of copper disposed on the sole 165 and electrically connected to the two lateral conductors 167.
  • the lateral conductors 167 are mechanically fixed to the sole 165 of steel and welded to the conductive soleplate 169.
  • the driving portion 136 comprises a lifting mat 173 driven in vertical translation by the jack 39.
  • the driving portion also comprises a steel soleplate 175 connected to the lifting mat 173 via the connecting element 171.
  • the conductive portion 138 comprises, in turn, two rigid lateral conductors 177 which are connected in their lower part to the flexible conductors 33 shown in Figure 4.
  • the conductive portion 138 further comprises a conductive plate 179 of copper which is disposed on the soleplate 175 and which is electrically connected to the two lateral conductors 177.
  • the lateral conductors 177 are mechanically fixed to the sole 175 of steel and welded to the conductive sole 179.
  • connection elements of the connecting rod type 161 and the ball joint type 171 thus make it possible to absorb any expansion of the anode supports 13, 17.
  • the linking element 161 of the connecting rod type is mounted with its axes of rotation oriented along the longitudinal direction Y, this makes it possible to absorb any expansion of the anode support 13, 17 along the transverse direction. If the axes of rotation of the connecting rod-type connecting member had been oriented in the transverse direction X, the compensation would be applied to absorb any expansion of the anodic support along the longitudinal direction.
  • the connecting element 171 of the ball-type makes it possible for it to absorb any expansion of the anodic support 13, 17 along the transverse direction and the longitudinal direction.
  • the displacement means are equipped with at least two anode receivers per anode assembly, disposed on either side of the box with respect to the transverse direction, a first connecting element of the connecting rod type being mounted on one of the anode receivers so as to absorb any expansion of said anode carrier along the transverse direction, and a second connecting rod-type member being mounted on the other anode receiver so as to absorb any expansion of said anode carrier along the longitudinal direction.
  • each anode assembly it is also possible to envisage having at least one connecting element arranged on at least one anode receiver disposed on one side of the chamber of the electrolysis cell.
  • the compensation means are, as in the embodiment of FIG. 4, arranged in the anode receivers with displacement means associated with each tank of electrolysis 201.
  • the anode carrier 13, 17 of the anode assemblies 12 shown in FIG. 9 is fastened to the anode receptors 225 by means of fastening means comprising two complementary threads whose cooperation allows the fixing the anode support 13, 17 by simply screwing with the screws 281.
  • the driving portion 235 of the anode receiver 225 comprises a strapping 283 or casing surrounding the conducting portion of this same anode receiver. Strapping 283 is rigid steel and constitutes the bulk of the drive portion 235 of the anode receiver 225. The strapping is driven in vertical translation through the cylinder 39.
  • a clearance is left between the conductive portion 237 and the strapping 283, so that said conductive portion can move to resume thermal expansion or other unevenness of the anode carrier 13, 17.
  • a sliding pivot 285 is arranged in the lower part of the anode receiver 225 to support the conductive portion 237.
  • the sliding pivot 285 could also be arranged perpendicularly to that shown in Figures 10 and 1 1, for example on the anode receiver 225 supporting the same anode assembly and disposed of the other side of the box.
  • the compensation means may also be arranged in the anode carrier of the anode assembly.
  • Anode assemblies 301, 401 incorporating such anode carriers have been shown, by way of example, in FIGS. 13 to 18.
  • the anode carrier 303, 403 of the anode assemblies 301, 401 extend along a main direction corresponding to the transverse direction X when the anode assembly is installed in the electrolysis device.
  • a Cartesian coordinate system has been shown in FIGS. 13 and 16, as an indication, to show the positioning of these anode assemblies with respect to the electrolysis cells.
  • the expansion of the anode carriers 303, 403 is essentially along the main direction. The expansion is, to a lesser extent, along a secondary direction of the anode carriers 303, 403 corresponding to the longitudinal direction Y when the anode assembly is installed in the electrolysis device.
  • the anode carriers 303, 403 of the anode assemblies 301, 401 comprise reinforcements 305, 405 supporting a plurality of anode blocks 307, 407 by means of logs 309, 409.
  • the anode carriers 303, 403 also comprise a conductive portion 31 1, 41 1 formed by flexible electrical conductors.
  • Each of the anode carriers 303, 403 has two anode contact surfaces in the form of flanges 313, 413 for cooperating with corresponding contact surfaces of the anode receivers to establish electrical contact and mechanical contact.
  • the anode contact surfaces 313, 413 are arranged outside a space defined by the top of the anode blocks 307, 407, which makes it possible to support these anode assemblies on anode receivers of an electrolysis device which are arranged in anode. outside the vertical translation path of the blocks anodic.
  • the anodic contact surfaces 313, 413 are arranged in the conductive portions 31 1, 41 1 and consist essentially of copper flanges of said conductive portions.
  • the reinforcements 305, 405 comprise beams whose profile has a shape and a dimensioning making it possible to reduce the bending of said beams under the weight of the anode blocks.
  • the conductive portions 31 1, 41 1 may be formed by plates or copper strips which are not mechanically bonded continuously with the reinforcements 305, 405 of the anode carrier. As can be seen in FIGS. 13 and 16, the conductive portions 31 1, 41 1 are more particularly bonded to the reinforcements 305, 405 only at the level of the anode contact surfaces 313, 413 and the logs 309, 409. The conductive portions 31 1, 41 1 can be deformed slightly on the non-armature sections 305, 405 so as to absorb any thermal expansion of the anode carrier 303, 403.
  • the compensation means of the anodic support 301 comprise a connecting rod-type connecting element 321 disposed between the anode contact surface 313 to the right of the anode assembly 301 and a main part of the 305.
  • the means for compensation of the anode carrier 303 comprise another ball-type connecting element 322 disposed between the anode contact surface 313 to the left of the anode assembly and a main portion of the frame 305. More specifically, the connecting elements 321, 322 are arranged between the beam of the armature 305 and steel soles 325 supporting the copper soles forming the anode contact surfaces 313.
  • the link member 321 of the connecting rod type is mounted with its axes of rotation oriented in the secondary direction Y, which makes it possible to absorb any expansion of the anode carrier 303 along the main direction X.
  • the connecting element of the type connecting rod can be called a connecting rod of the longitudinal thermal expansion of the beam constituting the anodic support. If the axes of rotation of the connecting rod-type element had been oriented in the main direction X, the compensation would be applied to absorb any expansion of the anode support along the secondary direction Y.
  • the connecting element 322 of the type The ball joint makes it possible to absorb any expansion of the anodic support along the transverse direction and the longitudinal direction.
  • the ball-type connecting element may be called a ball of catch of the torsional defects of the beam constituting the anodic support.
  • the compensation means of the anodic support 301 comprise two sliding-type connection elements 421 or of slide-type type, each of said connecting elements being disposed between one or other of the anode contact surfaces 413 of the anode assembly and a main portion of the frame 405. More specifically, the connecting elements 421 are arranged between the beam of the armature 405 and steel soles 425 supporting the copper soles forming the anode contact surfaces 413.
  • the sliding type connecting elements 421 are formed on one side by the beam of the armature 405 whose profile forms a slide, and on the other side by slidably mounted slides in the slideway, each of said sliders carrying the copper soleplate of each anode contact surface 413.
  • the connecting element 421 thus allows to absorb any expansion of the anode carrier 403 along the main direction X.
  • the sliding type connecting elements 421 may further allow a slight rotation or pivot of the flanges 425 about a parallel axis aligns with the main direction X, because of the substantially cylindrical shape of the sliders.
  • the connecting element 421 thus makes it possible to absorb any expansion of the anode support 403 along the secondary direction Y.
  • the compensation means of the anode assembly could comprise a single connecting element on one side or the other of the anode carrier.
  • the connecting means could also comprise a connecting element of the ball or pivot type on one of the sides of the anode support and a sliding type of connecting element on the other side of said anode support.
  • An advantage of the present invention is to facilitate the access of the handling and intervention tools in the box, especially for the anode change maneuvers, by proposing a configuration in which the space above the opening delimited by the inner lining of the box is cleared.
  • Another advantage of the present invention is to facilitate assembly and disassembly of the anode assembly.
  • Yet another advantage of the present invention is to limit the mechanical interactions with the anode conductors during the anode changing operations, which makes it possible to reduce their wear and to avoid their damage.
  • Yet another advantage of the present invention is to allow the anode change maneuvers to be carried out without stopping the production of aluminum in the tank.
  • An advantage of a preferred embodiment of the present invention is to allow any dilation of the anode support to be absorbed, in particular during anode change operations, without affecting the operation of the means for moving the anode assembly.

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Abstract

Un dispositif d'électrolyse comprenant un caisson (3) et un revêtement intérieur (5) délimitant une ouverture (16) au travers de laquelle un bloc anodique (15) suspendu à un support anodique (13, 17) formant un ensemble anodique (12) se déplace verticalement à l'aide d'un récepteur anodique (25), ledit récepteur anodique étant disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit bloc anodique (15), ledit récepteur anodique comportant une surface de contact (27) coopérant avec le support anodique (13, 17) pour établir avec celui-ci, un contact électrique et un contact mécanique pour déplacer verticalement l'ensemble anodique (12). Un ensemble anodique (12). Une cellule d'électrolyse et une installation d'électrolyse comportant un tel ensemble anodique.

Description

DISPOSITIF D'ELECTROLYSE ET ENSEMBLE ANODIQUE DESTINES A LA PRODUCTION D'ALUMINIUM, CELLULE D'ELECTROLYSE ET INSTALLATION
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine de l'invention
L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'électrolyse associé à une cuve d'électrolyse utilisant au moins un ensemble anodique déplacé verticalement en cours d'électrolyse, et alimenté électriquement par des conducteurs anodiques.
Etat de la technique
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall Hérault. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves, dites «cuves d'électrolyse», chaque cuve comprenant un caisson en acier comportant un revêtement intérieur généralement fabriqué à partir de matériaux réfractaires et/ou isolants. Une cuve d'électrolyse comprend des ensembles cathodiques situés au fond de la cuve, chaque ensemble cathodique comportant une cathode en matériau carboné. Des anodes sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Les anodes sont plus particulièrement de type anodes précuites avec des blocs anodiques carbonés précuits, c'est-à-dire cuits avant introduction dans la cuve d'électrolyse. Les blocs anodiques sont souvent suspendus à un support anodique pour former avec lesdits blocs ce que l'on convient souvent d'appeler l'ensemble anodique. L'ensemble anodique est généralement mobile par rapport au caisson et peut se déplacer verticalement à l'aide de moyens de déplacement afin de compenser la consommation des blocs anodiques en cours d'électrolyse et les variations du niveau d'aluminium s'accumulant sur la cathode.
La cuve d'électrolyse peut généralement recevoir plusieurs ensembles anodiques répartis le long d'une direction longitudinale de la cuve et de son caisson, le support anodique desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction transversale de la cuve et de son caisson. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le bain d'électrolyte est souvent appelé une cellule d'électrolyse. Une installation d'électrolyse peut comprendre une série de plusieurs cuves s'étendant le long de la direction transversale de la cuve et de son caisson
Les ensembles anodiques et les ensembles cathodiques d'une cuve d'électrolyse sont connectés électriquement par un réseau de conducteurs électriques. Des conducteurs cathodiques sont connectés aux ensembles cathodiques pour collecter un courant d'électrolyse à la cathode et pour le conduire jusqu'à des sorties cathodiques traversant le fond ou les côtés du caisson. Les sorties cathodiques sont, quant à elles, connectées électriquement, par l'intermédiaire de conducteurs d'acheminement, à des conducteurs anodiques alimentant électriquement les ensembles anodiques de la cuve suivante. Ces conducteurs d'acheminement s'étendent généralement selon une direction sensiblement horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés électriquement aux ensembles anodiques de la cuve suivante. Le courant d'électrolyse est ainsi acheminé de la cathode d'une cuve d'électrolyse jusqu'aux blocs anodiques de la cuve d'électrolyse suivante, par l'intermédiaire de conducteurs cathodiques, de conducteurs d'acheminement, de conducteurs anodiques et du support anodique des ensembles anodiques.
Les ensembles anodiques peuvent être déplacés verticalement à l'aide des moyens de déplacement, afin de compenser la consommation des blocs anodiques. Les ensembles anodiques peuvent également être déplacés verticalement lors des manœuvres de changement d'anode par d'autres moyens, tels que des outils de manutention. Lors de ces déplacements verticaux des ensembles anodiques, les blocs anodiques sont déplacés à travers une ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson de la cuve d'électrolyse. Les déplacements verticaux des ensembles anodiques pendant les manœuvres de changement d'anode peuvent être limités par la présence d'équipements de la cellule d'électrolyse agencés au-dessus de cette ouverture.
Par exemple, le brevet français publié sous le numéro 2 694 945 décrit une superstructure de cuve comportant une poutre rigide agencée au-dessus de la cuve d'électrolyse et s'étendant selon la direction longitudinale du caisson de ladite cuve, la poutre supportant un cadre anodique auquel sont connectées d'une part des montées de courant et d'autre part des tiges d'anode. La poutre rigide de la superstructure supporte également des mécanismes de montée-descente des anodes permettant de déplacer verticalement le cadre anodique et les anodes fixées au dit cadre anodique. Un tel agencement de la superstructure, du cadre anodique et des montées de courants au-dessus de la cuve d'électrolyse a tendance à réduire l'espace disponible au-dessus du caisson de ladite cuve, et à limiter le déplacement vertical des anodes pendant les manœuvres de changement d'anode.
Le brevet américain publié sous le numéro 3,575,827 décrit une cellule d'électrolyse avec un ensemble anodique comprenant une plaque métallique surmontée par une passerelle solidaire de ladite plaque et un bloc anodique suspendu à ladite plaque, ledit ensemble anodique étant ajusté en montée ou en descente à l'aide de vérins fixés sur la face extérieure des parois d'un caisson de ladite cellule sur lesquels l'ensemble anodique repose.
Dans la cellule d'électrolyse décrite dans le brevet américain cité ci-dessus, un conducteur flexible est utilisé pour amener le courant d'électrolyse jusqu'à un conducteur solidaire de l'ensemble anodique, ce dernier conducteur étant fixé sur le dessus de la plaque métallique à laquelle est suspendu le bloc anodique. Il s'ensuit que, pendant les manœuvres de changement d'anode, le démontage de l'ensemble anodique semble nécessiter dans un premier temps de déconnecter le conducteur flexible de l'ensemble anodique, et dans un deuxième temps de désolidariser l'ensemble anodique des vérins. De la même façon, le montage de l'ensemble anodique semble se faire en deux étapes, en solidarisant d'abord l'ensemble anodique aux vérins et en connectant ensuite le conducteur flexible à l'ensemble anodique. En outre, pendant les manœuvres de changement d'anode, la déconnexion du conducteur flexible peut laisser l'extrémité de ce conducteur dans le passage du bloc anodique ou de l'ensemble anodique, ce qui peut entraîner des interactions mécaniques avec ledit conducteur et conduire à son usure ou à son endommagement. De surcroît, en l'absence d'ensemble anodique dans la cellule d'électrolyse, pendant les opérations de maintenance, l'extrémité déconnectée du conducteur flexible risque d'entrer en contact avec l'électrolyte à l'intérieur de la cuve d'électrolyse, ce qui pourrait conduire à l'endommagement dudit conducteurs ou à d'autres problèmes liés au fonctionnement de ladite cuve.
Description de l'invention
La présente invention a pour objet un dispositif d'électrolyse associé à une cuve d'électrolyse visant à faciliter les manœuvres de changement d'anode et à favoriser l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la cuve d'électrolyse. L'invention vise également à permettre d'effectuer les manœuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve. L'invention vise également à limiter l'usure et les dommages des conducteurs anodiques pendant les manœuvres de changement d'anode.
L'invention concerne un dispositif d'électrolyse destiné à la production d'aluminium comprenant un caisson comportant un revêtement intérieur délimitant une ouverture au travers de laquelle est destiné à être déplacé au moins un bloc anodique, ledit au moins un bloc anodique étant suspendu à un support anodique formant avec ledit au moins un bloc anodique un ensemble anodique mobile par rapport au caisson, ledit dispositif comprenant en outre des moyens de déplacement comportant au moins un récepteur anodique destiné à coopérer avec ledit support anodique pour déplacer l'ensemble anodique selon une direction sensiblement verticale, ledit support anodique étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique, ledit dispositif d'électrolyse étant caractérisé en ce que ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture, ledit au moins un récepteur anodique comportant une surface de contact coopérant avec une surface de contact anodique correspondante du support anodique pour établir avec ledit support anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble anodique, et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction sensiblement verticale.
Selon l'invention, ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture. En d'autres termes, ledit au moins un récepteur anodique n'est pas disposé au droit du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture, ou encore ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'une projection verticale du chemin de translation du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers l'ouverture.
L'invention permet ainsi de faciliter les manœuvres de changement d'anode, et de favoriser l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la cuve d'électrolyse. L'invention permet également de limiter l'usure et les dommages des conducteurs anodiques pendant les manœuvres de changement d'anode. L'invention permet en outre d'effectuer les manœuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve d'électrolyse.
De préférence, le dispositif d'électrolyse selon l'invention est destiné à recevoir plusieurs ensembles anodiques répartis le long d'une direction longitudinale du caisson, le support anodique desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction transversale dudit caisson, ledit dispositif comportant en outre des moyens de compensation coopérant avec les moyens de déplacement pour absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale et/ou de la direction longitudinale.
En effet, lors du montage de l'ensemble anodique dans le caisson, le support anodique dudit ensemble monte en température, ce qui entraine une dilatation dudit support qui est particulièrement importante dans la direction transversale. Cette dilatation a pour effet de générer des contraintes mécaniques sur le récepteur anodique des moyens de déplacement, ce qui peut conduire au blocage ou à l'endommagement de ces moyens de déplacement. Ces contraintes mécaniques peuvent non seulement déformer le récepteur mais aussi l'ensemble anodique et ainsi générer des défauts de planéïté et donc de contact électrique. De façon générale, les moyens de compensation permettent de tolérer tout défaut de planéité pour assurer un bon contact électrique en autorisant une certaine plage de déformation, ce qui permet de libérer les contraintes mécaniques liées à la dilatation thermique ou la torsion éventuelle du support anodique lors de sa manutention. Par « moyens de compensation coopérant avec les moyens de déplacement » on entend qu'il s'établit entre les moyens de compensation et les moyens de déplacement au moins une coopération fonctionnelle, mais pas forcément une coopération physique, c'est-à-dire que les moyens de compensation agissent directement ou indirectement sur les moyens de déplacement. En d'autres termes, les moyens de compensation peuvent avoir des interactions directement avec, ou être intégrés dans, les moyens de déplacement, notamment le récepteur anodique desdits moyens de déplacement. Alternativement, les moyens de compensation peuvent ne pas avoir d'interactions directement avec les moyens de déplacement, par exemple en étant intégrés dans le support anodique de l'ensemble anodique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est agencée au- dessus dudit au moins un récepteur anodique pour supporter l'ensemble anodique. De cette façon, le contact électrique entre le récepteur anodique et le support anodique s'en trouve amélioré.
De préférence, le au moins un récepteur anodique comporte une partie d'entraînement guidée en translation selon la direction sensiblement verticale et une partie conductrice de l'électricité. De cette façon, il est possible d'optimiser le récepteur anodique en découplant la fonction de déplacement, et éventuellement de support, de la fonction conduction de l'électricité, au moins sur une grande partie du récepteur anodique. La partie d'entraînement peut être réalisée en acier. La partie d'entraînement coopère avec des moyens moteurs et des moyens de guidage. La partie conductrice peut, quant à elle, être réalisée en cuivre. Cette configuration permet notamment de limiter la résistance électrique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est aménagée sur la partie conductrice du dit récepteur anodique. Ainsi, le découplage entre la fonction de déplacement et la fonction conduction de l'électricité est réalisé sur une majeure partie du récepteur anodique, mais pas sur l'ensemble dudit récepteur anodique. En effet, c'est seulement au niveau de la surface de contact du récepteur anodique, que la partie conductrice permet à elle seule d'assurer la double fonction de déplacement et de conduction de l'électricité. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la surface de contact est sensiblement horizontale, les moyens de compensation étant essentiellement formés par ladite surface de contact et la surface de contact anodique du support anodique coopérant avec ladite surface de contact, la dilatation du support anodique le long de la direction transversale étant absorbée par glissement de ladite surface de contact anodique sur ladite surface de contact dans la direction transversale et/ou dans la direction longitudinale de ladite surface du support.
Afin d'assurer un bon contact électrique entre le récepteur anodique et l'ensemble anodique, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de contact anodique correspondante du support anodique ont généralement des formes complémentaires.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de contact anodique correspondante du support anodique sont planes et horizontales.
Alternativement, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la surface de contact anodique correspondante du support anodique peuvent avoir des formes diverses, notamment pour maximiser l'étendue de ces surfaces et favoriser ainsi la conductivité électrique entre le récepteur anodique et le support anodique.
Selon un mode de réalisation, la surface de contact du au moins un récepteur anodique peut comporter une goulotte ou rainure traversant l'ensemble de ladite surface de contact et dont l'axe principal s'étend parallèlement à la direction transversale du caisson. Ce mode de réalisation permet de favoriser le glissement de la surface de contact anodique du support anodique sur la surface de contact correspondante du récepteur anodique dans la direction transversale du caisson. Dans ce cas, la surface de contact anodique correspondante présente une partie saillante oblongue destinée à coopérer avec la goulotte. De préférence, la goulotte et la partie saillante oblongue correspondante présentent un profil transversal ayant la forme d'un arc de cercle, par exemple un demi- cercle.
Dans le cas préférentiel d'un support anodique comportant au moins deux surfaces de contact anodiques destinées à être supportées sur deux surfaces correspondantes de récepteurs anodiques disposés sur chaque bord longitudinal du caisson, les directions principales de la goulotte et de la partie saillante oblongue correspondante peuvent être orientées selon la direction transversale de caisson pour les surfaces de contact sur un bord longitudinal du caisson et orientées selon la direction longitudinale pour les surfaces sur l'autre bord longitudinal du caisson. De préférence, le glissement de la surface de contact anodique du support anodique sur la surface de contact est facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité appliquée sur l'une desdites surfaces.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, les moyens de compensation sont agencés dans ledit au moins un récepteur anodique. Le support anodique peut alors être avantageusement fixé sur le récepteur anodique de sorte que la surface de contact anodique du support anodique soit en compression contre la surface de contact du récepteur anodique, sans risquer une détérioration des moyens de déplacement.
De préférence, les moyens de compensation sont agencés entre une partie supérieure du au moins un récepteur anodique portant la surface de contact et la partie d'entraînement.
Selon une variante, les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison entre la partie supérieure et la partie d'entraînement permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale ou de la direction longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type bielle.
De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, disposés de part et d'autre du caisson par rapport à la direction transversale, un premier élément de liaison de l'un des récepteurs anodiques permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale, et un second élément de liaison de l'autre récepteur anodique permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction longitudinale.
Selon une autre variante, les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison entre la partie supérieure et la partie d'entraînement permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale et de la direction longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type rotule.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la partie d'entraînement du récepteur anodique comprend un mat de levage entraîné en translation et une semelle connectée au dit mat de levage par l'intermédiaire de l'élément de liaison, la partie conductrice comportant au moins un conducteur latéral et une plaque conductrice disposée sur ladite semelle connectée électriquement au dit conducteur latéral.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la partie d'entraînement comporte un cerclage entourant la partie conductrice de l'électricité avec un jeu suffisant pour permettre à ladite partie conductrice de se déformer à l'intérieur dudit cerclage et d'absorber ainsi la dilatation du support anodique le long de la direction transversale et/ou de la direction longitudinale. De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, lesdits récepteurs anodiques étant respectivement agencés le long de chaque paroi longitudinale du caisson, à l'extérieur dudit caisson.
De préférence, les au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique sont associés à des moyens de motorisations séparés.
De préférence, le dispositif d'électrolyse comprend des moyens de guidage agencés le long des parois longitudinales du caisson, à l'extérieur dudit caisson, lesdits moyens de guidage étant aménagés dans une structure soudée formant ledit caisson.
De préférence, l'ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson et l'ensemble anodique est recouverte par une couverture amovible.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de compensation sont agencés dans le support anodique.
L'invention concerne également un ensemble anodique destiné à être installé dans un dispositif d'électrolyse pour la production d'aluminium, ledit ensemble anodique comprenant un support anodique et au moins un bloc anodique suspendu au dit support anodique, ledit support anodique étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique, ledit au moins un bloc anodique étant destiné à être déplacé selon une direction sensiblement verticale au travers d'une ouverture délimitée par un caisson et son revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse à l'aide d'au moins un récepteur anodique de moyens de déplacement dudit dispositif d'électrolyse coopérant avec ledit support anodique, ledit ensemble anodique étant caractérisé en ce que le support anodique comporte au moins une surface de contact anodique coopérant avec une surface de contact correspondante dudit au moins un récepteur anodique pour établir avec ledit au moins un récepteur anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble anodique, et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction sensiblement verticale, la au moins une surface de contact anodique du support anodique étant disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique. Selon l'invention, la au moins une surface de contact anodique du support anodique est disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique. En d'autres termes, la au moins une surface de contact anodique n'est pas disposée au droit du au moins un bloc anodique.
Comme cela est décrit ci-dessus de manière plus complète, une telle configuration permet notamment de recevoir les ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques du dispositif d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation verticale des blocs anodiques.
De préférence, le support anodique de l'ensemble anodique s'étend le long d'une direction principale correspondant à une direction transversale du caisson lorsque l'ensemble anodique est reçu dans le dispositif d'électrolyse, et ledit support anodique comporte des moyens de compensation pour absorber la dilatation dudit support anodique le long de ladite direction principale et/ou d'une direction secondaire dudit support anodique correspondant à une direction longitudinale dudit caisson lorsque l'ensemble anodique est installé dans ledit dispositif d'électrolyse.
De façon générale, les moyens de compensation permettent de corriger tout défaut de planéité pour assurer un bon contact électrique et pour palier la dilatation thermique ou la torsion éventuelle du support anodique.
De préférence, le support anodique comporte une armature, supportant le au moins un bloc anodique, et une partie conductrice de l'électricité, la au moins une surface de contact anodique dudit support anodique étant aménagée dans ladite partie conductrice.
Selon un mode de réalisation, les moyens de compensation du support anodique comprennent au moins un élément de liaison, tel qu'un élément de liaison de type bielle ou un élément de liaison de type coulissant, disposé entre la au moins une surface de contact anodique et une partie principale de l'armature, pour absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale ou de la direction secondaire.
De préférence, le support anodique comporte deux surfaces de contact anodique disposées de chaque côté dudit support anodique par rapport à la direction principale, un premier élément de liaison disposé entre l'une des surfaces de contact anodique et la partie principale de l'armature permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale et un second élément de liaison disposé entre l'autre surface de contact anodique et la partie principale de l'armature permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction secondaire.
De préférence, au moins un élément de liaison permet d'absorber la dilatation du support anodique le long de la direction principale et de la direction secondaire, tel qu'un élément de liaison de type rotule.
L'invention concerne également une cellule d'électrolyse, ladite cellule étant caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'électrolyse tel que décrit ci-dessus, ladite cellule d'électrolyse comprenant, en outre, une cuve d'électrolyse formée par le caisson et le revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse, un bain d'électrolyte contenu dans ladite cuve et au moins un ensemble anodique comportant au moins un bloc anodique immergé partiellement dans ledit bain d'électrolyte.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de modes de réalisation préférés de celle-ci qui sont exposés ci-dessous, de manière non limitative, et qui sont illustrés à l'aide des figures annexées.
La figure 1 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon l'invention, selon une section transversale A-A de la figure 2 décrite ci-après.
La figure 2 représente en coupe, l'une des cellules d'électrolyse de la figure 1 , selon une section longitudinale B-B.
La figure 3 représente une vue de côté de la même cellule d'électrolyse de la figure 1 , le long d'un plan défini par une section longitudinale C-C.
La figure 4 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la figure 4, un récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison de type bielle et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 6 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 5, selon une section longitudinale D-D.
La figure 7 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la figure 4, un récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison de type rotule et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 8 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 7, selon une section longitudinale E-E.
La figure 9 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon encore un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 10 représente en coupe, un récepteur anodique des moyens de déplacement de l'ensemble anodique de l'une des cellules d'électrolyse de la figure 9 et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 1 1 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon une section longitudinale F-F.
La figure 12 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon une section longitudinale G-G.
La figure 13 représente en coupe, un ensemble anodique selon un mode de réalisation. La figure 14 représente en coupe, le support anodique de la figure 13, selon une section longitudinale l-l.
La figure 15 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens de compensation de la figure 13, selon une section longitudinale K-K.
La figure 16 représente en coupe, un ensemble anodique selon un autre mode de réalisation.
La figure 17 représente en coupe, le support anodique de la figure 16, selon une section longitudinale L-L.
La figure 18 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens de compensation de la figure 16, selon une section longitudinale N-N.
La figure 1 montre deux cuves d'électrolyse 1 voisines destinées à la production d'aluminium par électrolyse, chacune desdites cuves étant associée à un dispositif d'électrolyse 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La description ci-dessous est réalisée par rapport à un référentiel cartésien, représenté sur la figure 1 , qui est lié à chaque cuve d'électrolyse 1 , l'axe X étant orienté dans une direction transversale des cuves d'électrolyse, l'axe Y étant orienté dans une direction longitudinale des cuves d'électrolyse, et l'axe Z étant orienté dans une direction verticale des cuves d'électrolyse. Les orientations, directions, plans et déplacements longitudinaux, transversaux, verticaux sont ainsi définis par rapport à ce référentiel.
En référence à la figure 1 et au repère cartésien représenté sur cette même figure, la cuve d'électrolyse 1 est agencée perpendiculairement par rapport à la longueur d'une file de cuves d'électrolyse à laquelle elle appartient. Ainsi, elle s'étend en longueur selon la direction longitudinale Y, tandis que la file de cuves d'électrolyse s'étend en longueur selon la direction transversale X.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend un caisson 3, qui peut être métallique, par exemple en acier, et un revêtement intérieur 5, typiquement en matériaux réfractaires. Le caisson 3 est généralement équipé de berceaux de renforts.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend au moins un ensemble cathodique disposé au fond du caisson 3, chaque ensemble cathodique comprenant au moins une cathode 7, pouvant être formée de plusieurs blocs cathodiques en matériau carboné, ainsi que des conducteurs cathodiques 9 destinés à collecter le courant d'électrolyse pour le conduire vers des sorties cathodiques 1 1 traversant le caisson 3.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend également des ensembles anodiques 12 comportant un support anodique 13 et au moins un bloc anodique 15 ou anode supporté par le support anodique 13. Le support anodique 13 comprend une barre de support 17 qui peut s'étendre de façon sensiblement horizontale entre deux bords longitudinaux opposés de la cuve d'électrolyse et des rondins 19. Le bloc anodique 15 est accroché au support anodique 13 au moyen des rondins 19 scellés à l'aide de fonte dans des trous prévus à cet effet dans le bloc anodique 15. Le bloc anodique 15 peut être en matériau carboné. Le bloc anodique 15 est souvent de type précuit. En fonctionnement, le bloc anodique 15 est plongé dans un bain électrolytique 21 contenu dans chaque cuve d'électrolyse 1 pour y être consommé. Les ensembles anodiques 12 sont destinés à être enlevés et remplacés périodiquement lorsque les blocs anodiques 15 sont en grande partie consommés. Du fait de la consommation des blocs anodiques 15, chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend des moyens de déplacement 23 pour translater verticalement vers le bas les ensembles anodiques 12. De cette façon, les blocs anodiques 15 sont descendus, au fur et à mesure de leur consommation, au travers d'une ouverture 16 délimitée par le caisson 3 et son revêtement intérieur 5.
Les moyens de déplacement 23 comportent, pour chaque cuve d'électrolyse 1 , au moins deux récepteurs anodiques 25 destinés à coopérer avec le support anodique 13, 17 pour entraîner l'ensemble anodique 12. Les récepteurs anodiques 25 peuvent être actionnés par des vérins 39. Plus précisément, chaque récepteur anodique 25 comporte une surface de contact 27 coopérant avec une surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17 pour établir avec ledit support anodique un contact mécanique permettant d'entraîner verticalement l'ensemble anodique 12. En l'occurrence, la surface de contact 27 des récepteurs anodiques 25 est agencée au-dessus desdits récepteurs anodiques, de sorte que l'ensemble anodique est supporté sur ces récepteurs anodiques. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'avoir des moyens de fixation pour fixer le support anodique 13, 17 sur les récepteurs anodiques 25. Comme cela est expliqué dans ce qui suit, l'absence de moyens de fixation permet de compenser les dilations transversales ou longitudinales du support anodique 13, 17.
D'un point de vue électrique, les ensembles anodiques et les ensembles cathodiques de chaque cuve d'électrolyse sont alimentés électriquement par un réseau de conducteurs électriques. Les sorties cathodiques 1 1 des cuves d'électrolyse 1 sont reliées à des conducteurs d'acheminement 31 pour conduire le courant d'électrolyse collecté par les conducteurs cathodiques 9 jusqu'à des conducteurs anodiques alimentant électriquement les blocs anodiques 15 de la cuve d'électrolyse suivante. Ces conducteurs d'acheminement 31 s'étendent généralement selon une direction sensiblement horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés électriquement entre les conducteurs d'acheminements 31 et les ensembles anodiques 12. Les conducteurs anodiques sont destinés à conduire le courant d'électrolyse vers les ensembles anodiques 12 et comportent des conducteurs électriques flexibles 33 pour s'adapter, par leur flexibilité, au déplacement en translation verticale des ensembles anodiques 12 et permettre ainsi de maintenir la connexion électrique pendant le déplacement des ensembles anodiques 12. Les conducteurs électriques flexibles 33 peuvent être formés par une superposition de feuilles souples électriquement conductrices. Les conducteurs cathodiques 9, les sorties cathodiques 1 1 et les conducteurs d'acheminement 31 peuvent être formés par des barres métalliques, par exemple en aluminium, en cuivre ou en acier.
Selon un aspect de l'invention, la surface de contact 27 de chaque récepteur anodique 25 permet d'établir avec le support anodique 13, 17, non seulement d'un contact mécanique pour déplacer verticalement l'ensemble anodique 12, mais également un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre chaque récepteur anodique et ledit support anodique.
Pour ce faire, chaque récepteur anodique 25 comporte une partie d'entraînement 35 qui est guidée en translation verticale et une partie conductrice de l'électricité. La partie d'entraînement 35, qui est souvent en acier, est entraînée par les vérins 39 et guidée en translation verticale par des moyens de guidage 51 qui peuvent être formés contre le caisson et par la partie supérieure du caisson et, le cas échéant, par une partie d'une superstructure de la cuve. La partie conductrice peut, quant à elle, être formée par des conducteurs électriques rigides, non déformables, par exemple, formés par une barre métallique, notamment en acier, en cuivre, en aluminium ou en composite acier/cuivre. La partie conductrice fait partie des conducteurs anodiques décrits ci-dessus, et permet ainsi de conduire le courant d'électrolyse vers un ensemble anodique 12. Plus précisément, la partie conductrice est connectée électriquement entre, d'un côté, les conducteurs électriques flexibles 33, et de l'autre côté, la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17. Sur la figure 1 , seulement l'extrémité supérieure de la partie conductrice 37 a été représentée, c'est-à-dire la partie du récepteur anodique 25 portant la surface de contact 27. Le transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13, 17, entre la surface de contact anodique 29 dudit support et les blocs anodiques 15, se fait à l'aide de conducteurs électriques 40, représentés en noir, intégrés dans ledit support anodique. Le transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13, 17 se fait également à l'aide des rondins 19. Les surfaces de contact 27 des récepteurs anodiques 25 étant agencées de façon à supporter l'ensemble anodique 12, le poids de cet ensemble anodique permet ainsi de renforcer le contact électrique entre le récepteur anodique et le support anodique. Il s'ensuit que la conduction du courant d'électrolyse est améliorée. Selon un autre aspect de l'invention, les récepteurs anodiques 25 des moyens de déplacement 23 sont disposés en dehors d'un espace défini par le dessus des blocs anodiques 15 pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, lors des déplacements verticaux de l'ensemble anodique 12, que ce soit par l'intermédiaire des moyens de déplacement 23 afin de compenser la consommation des bloc anodiques 15, ou que ce soit à l'aide d'outils de manutention dans les opérations de changement d'anode, les récepteurs anodiques 25 ne se trouvent pas sur le chemin de translation vertical des blocs anodiques 15. De la même façon, les conducteurs anodiques sont également disposés en dehors de l'espace défini par le dessus des blocs anodiques 15 pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, l'extrémité des conducteurs anodiques, qui sont en contact avec le support anodique 13, 17, est comprise dans la partie conductrice 37 des récepteurs anodiques 25, cette dernière étant elle-même en dehors de l'espace défini par le dessus des blocs anodiques 15. Il s'ensuit que les manœuvres de changement d'anode s'en trouvent facilitées. Cette configuration permet également de ne pas entraver l'accessibilité des outils d'intervention dans la cuve d'électrolyse. A l'exception d'une couverture amovible décrite ci-après, aucun équipement n'est disposé au-dessus de l'ouverture 16 qui pourrait entraver l'accessibilité dans chaque cuve d'électrolyse 1.
Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, des moyens de compensation coopérant, au moins fonctionnellement, avec les moyens de déplacement sont souvent nécessaires pour absorber la dilatation du support anodique 13, 17.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , la surface de contact 27 du récepteur anodique 25 est plane et horizontale, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 par glissement de la surface de contact anodique 29 de ce support anodique sur ladite surface de contact du récepteur anodique. Il s'ensuit que, dans ce mode de réalisation, les moyens de compensation sont essentiellement formés par la surface de contact 27 du récepteur anodique 25 et la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17. Ce glissement de la surface de contact anodique 29 du support anodique 13, 17 sur la surface de contact 27 peut être facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité appliquée sur l'une desdites surfaces.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend une enceinte de confinement 41 destinée au confinement des gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse. Cette enceinte de confinement délimite un volume fermé au-dessus de l'ouverture 16 au travers de laquelle l'ensemble anodique 12 est déplacé verticalement. On notera que les ensembles anodiques 12 sont intégralement contenus dans l'enceinte de confinement 41. Cette enceinte de confinement est formée, au moins en partie, par le caisson 3 et par une couverture amovible 43. L'enceinte de confinement 41 peut comporter une superstructure recevant la couverture amovible 43 et disposée au-dessus du caisson 3. Dans le mode de réalisation représenté, la couverture amovible 43 repose sur une partie fixe 45 d'une superstructure ou d'un prolongement du caisson 3. La couverture amovible 43 permet d'extraire et d'introduire des ensembles anodiques 12, par le dessus, dans chaque cuve d'électrolyse 1 , à l'aide d'outils de manutention. Elle permet également de faciliter toute intervention dans la cuve d'électrolyse 1.
Les récepteurs anodiques 25 des moyens de déplacement 23 sont en partie dans l'enceinte de confinement 41. Une partie supérieure des récepteurs anodiques 25 portant la surface de contact 27 est disposée à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41. Une partie inférieure de ces mêmes récepteurs anodiques 25, fixée à chaque vérin 39 et connectée électriquement aux conducteurs flexibles 33, est disposée à l'extérieur de l'enceinte de confinement 41. Les conducteurs électriques flexibles 33 et les vérins 39 sont agencés à l'extérieur de l'enceinte de confinement 41. La partie supérieure des récepteurs anodiques 25 portant les surfaces de contact 27 s'étend à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41 , de sorte que la connexion électrique avec le support anodique 13, 17 est réalisée à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41. Ainsi, l'ensemble anodique 12 est exempt de toute interaction avec le caisson 3, la couverture amovible 43, et le cas échéant la superstructure qui forment l'enceinte de confinement 41. De cette façon, l'enceinte de confinement 41 ne risque pas d'être affectée, soit par le remplacement de l'ensemble anodique, soit par le déplacement de l'ensemble anodique vers le bas au fur et à mesure de la consommation des blocs anodiques 15.
Des joints d'étanchéité dynamiques sont disposés autour des récepteurs anodiques 25 au niveau de la traversée de l'enceinte de confinement 41 par le récepteur anodique afin d'empêcher que les gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse sortent de l'enceinte de confinement 41. Pour améliorer l'étanchéité de l'enceinte de confinement 41 , plus particulièrement au niveau de la jonction entre la couverture amovible 43 et la partie fixe 45, il peut être prévu que chaque cuve d'électrolyse 1 comprenne des joints d'étanchéité 47 intercalés entre la couverture amovible 43 et la partie fixe 45 sur laquelle ladite couverture amovible 43 repose.
Les figures 2 et 3 permettent de voir que la couverture amovible 43 peut comprendre une pluralité de capots 53 adjacents sensiblement longitudinaux et parallèles entre eux, s'étendant selon une direction X sensiblement transversale, entre deux bords longitudinaux opposés de chaque cuve d'électrolyse 1. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4, 5, 6, 7 et 8, les moyens de compensation sont agencés dans les récepteurs anodiques 125, 126 des moyens de déplacement 123 associés à chaque cuve d'électrolyse 101 , c'est à dire plus précisément entre la partie supérieure des récepteurs anodiques 125, 126 portant les surfaces de contact 127, 128 et la partie d'entraînement 135, 136 de ces mêmes récepteurs anodiques guidée en translation verticale. Les moyens de compensation comprennent des éléments de liaison 161 agencés dans les récepteurs anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve d'électrolyse et des éléments de liaison 171 d'un autre type agencés dans les récepteurs anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101. Les éléments de liaison 161 sont de type bielle, alors que les éléments de liaison 171 sont de type rotule. Les éléments de liaison 161 , 171 des moyens de compensation sont agencés entre la partie supérieure et la partie d'entraînement 135, 136 des récepteurs anodiques 125, 126.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1 , le support anodique 13, 17 des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 4 est fixé sur les récepteurs anodiques 125, 126 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages complémentaires dont la coopération permet la fixation du support anodique 13, 17 par simple vissage à l'aide des vis 181. Les moyens de fixation pourraient comprendre tout type de connecteur, par exemple à vis, réalisant un placage et une compression du support anodique 13, 17 contre les récepteurs anodiques 125, 126.
En référence aux figures 5 et 6, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve d'électrolyse 101 , la partie d'entraînement 135 comprend un mat de levage 163 entraîné en translation verticale par le vérin 39. La partie d'entraînement comprend également une semelle 165 en acier connectée au mat de levage 163 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 161 de type bielle. La partie conductrice 137 comporte, quant à elle, deux conducteurs latéraux 167 rigides qui sont connectés dans leur partie inférieure aux conducteurs flexibles 33 représentés sur la figure 4. La partie conductrice 137 comporte, en outre, une semelle conductrice 169 en cuivre disposée sur la semelle 165 et connectée électriquement aux deux conducteurs latéraux 167. Les conducteurs latéraux 167 sont fixés mécaniquement à la semelle 165 en acier et soudés à la semelle conductrice 169.
En référence aux figures 7 et 8, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101 , la configuration des récepteurs anodiques 126 est similaire aux récepteurs anodiques 125, sauf que l'élément de liaison 171 est de type rotule. La partie d'entraînement 136 comprend un mat de levage 173 entraîné en translation verticale par le vérin 39. La partie d'entraînement comprend également une semelle 175 en acier connectée au mat de levage 173 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 171 de type rotule. La partie conductrice 138 comporte, quant à elle, deux conducteurs latéraux 177 rigides qui sont connectés dans leur partie inférieure aux conducteurs flexibles 33 représentés sur la figure 4. La partie conductrice 138 comporte, en outre, une plaque conductrice 179 en cuivre qui est disposée sur la semelle 175 et qui est connectée électriquement aux deux conducteurs latéraux 177. Les conducteurs latéraux 177 sont fixés mécaniquement à la semelle 175 en acier et soudés à la semelle conductrice 179.
Les éléments de liaison de type bielle 161 et de type rotule 171 permettent ainsi d'absorber toute dilatation des supports anodiques 13, 17. L'élément de liaison 161 de type bielle est monté avec ses axes de rotation orientés selon la direction longitudinale Y, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 le long de la direction transversale. Si les axes de rotation de l'élément de liaison de type bielle avaient été orientés selon la direction transversale X, la compensation serait appliquée pour absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction longitudinale. L'élément de liaison 171 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 le long de la direction transversale et de la direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, disposés de part et d'autre du caisson par rapport à la direction transversale, un premier élément de liaison de type bielle étant monté sur l'un des récepteurs anodiques de façon à absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale, et un second élément de liaison de type bielle étant monté sur l'autre récepteur anodique de façon à absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction longitudinale.
Pour chaque ensemble anodique, il est également possible d'envisager d'avoir au moins un élément de liaison agencé sur au moins un récepteur anodique disposé sur un seul côté du caisson de la cuve d'électrolyse.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 9, 10, 1 1 et 12, les moyens de compensation sont, comme dans le mode de réalisation de la figure 4, agencés dans les récepteurs anodiques des moyens de déplacement associés à chaque cuve d'électrolyse 201.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1 , le support anodique 13, 17 des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 9 est fixé sur les récepteurs anodiques 225 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages complémentaires dont la coopération permet la fixation du support anodique 13, 17 par simple vissage à l'aide des vis 281. En référence aux figures 10, 1 1 et 12, représentant de manière plus détaillée les récepteurs anodiques 225, la partie d'entraînement 235 du récepteur anodique 225 comporte un cerclage 283 ou carter entourant la partie conductrice de ce même récepteur anodique. Le cerclage 283 est en acier rigide et constitue l'essentiel de la partie d'entraînement 235 du récepteur anodique 225. Le cerclage est entraîné en translation verticale par l'intermédiaire du vérin 39. Comme cela est visible sur les figures 1 1 et 12, un jeu est laissé entre la partie conductrice 237 et le cerclage 283, afin que ladite partie conductrice puisse bouger pour reprendre la dilatation thermique ou tout autre défaut de planéité du support anodique 13, 17. Un pivot glissant 285 est agencé dans la partie inférieure du récepteur anodique 225 pour soutenir la partie conductrice 237. Le pivot glissant 285 pourrait également être disposé perpendiculairement par rapport à celui présenté sur les figures 10 et 1 1 , par exemple sur le récepteur anodique 225 supportant le même ensemble anodique et disposé de l'autre côté du caisson.
Les moyens de compensation peuvent également être agencés dans le support anodique de l'ensemble anodique. Des ensembles anodiques 301 , 401 intégrant de tels supports anodiques ont été représentés, à titre d'exemple, sur les figures 13 à 18.
En référence aux figures 13 et 16, le support anodique 303, 403 des ensembles anodiques 301 , 401 s'étend le long d'une direction principale correspondant à la direction transversale X lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif d'électrolyse. Un repère cartésien a été représenté sur les figures 13 et 16, à titre indicatif, pour montrer le positionnement de ces ensembles anodiques par rapport aux cuves d'électrolyse. La dilatation des supports anodiques 303, 403 se fait essentiellement le long de la direction principale. La dilatation se fait, dans une moindre mesure, le long d'une direction secondaire des supports anodiques 303, 403 correspondant à la direction longitudinale Y lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif d'électrolyse.
Les supports anodiques 303, 403 des ensembles anodiques 301 , 401 comportent des armatures 305, 405 supportant plusieurs blocs anodiques 307, 407 par l'intermédiaires de rondins 309, 409. Les supports anodiques 303, 403 comportent également une partie conductrice 31 1 , 41 1 formée par des conducteurs électriques flexibles. Chacun des supports anodiques 303, 403 comporte deux surfaces de contact anodique ayant la forme de semelles 313, 413 destinées à coopérer avec des surfaces de contact correspondantes des récepteurs anodiques pour établir un contact électrique et un contact mécanique. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont disposées en dehors d'un espace défini par le dessus des blocs anodiques 307, 407, ce qui permet de supporter ces ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques d'un dispositif d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation verticale des blocs anodiques. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont aménagées dans les parties conductrices 31 1 , 41 1 et sont essentiellement constituées par des semelles en cuivre desdites parties conductrices. Ainsi, le contact électrique entre les récepteurs anodiques et les supports anodiques s'en trouve amélioré.
Comme cela est visible sur les figures 14 et 17, les armatures 305, 405 comportent des poutres dont le profil présente une forme et un dimensionnement permettant de réduire la flexion desdites poutres sous le poids des blocs anodiques. Les parties conductrices 31 1 , 41 1 peuvent être formées par des plaques ou des lamelles en cuivre qui ne sont pas liées mécaniquement de façon continue avec les armatures 305, 405 du support anodique. Comme visible sur les figures 13 et 16, les parties conductrices 31 1 , 41 1 sont plus particulièrement liées aux armatures 305, 405 uniquement au niveau des surfaces de contact anodique 313, 413 et des rondins 309, 409. Les parties conductrices 31 1 , 41 1 peuvent se déformer légèrement sur les sections non liées aux armatures 305, 405 de sorte à absorber toute dilatation thermique du support anodique 303, 403.
En référence aux figures 13, 14 et 15, les moyens de compensation du support anodique 301 comprennent un élément de liaison de type bielle 321 disposé entre la surface de contact anodique 313 à droite de l'ensemble anodique 301 et une partie principale de l'armature 305. Les moyens de compensation du support anodique 303 comprennent un un autre élément de liaison de type rotule 322 disposé entre la surface de contact anodique 313 à gauche de l'ensemble anodique et une partie principale de l'armature 305. Plus précisément, les éléments de liaison 321 , 322 sont disposés entre la poutre de l'armature 305 et des semelles en acier 325 supportant les semelles en cuivre formant les surfaces de contact anodique 313.
L'élément de liaison 321 de type bielle est monté avec ses axes de rotation orientés selon la direction secondaire Y, ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 303 le long de la direction principale X. L'élément de liaison de type bielle peut être appelé une bielle de rattrapage de la dilatation thermique longitudinale de la poutre constituant le support anodique. Si les axes de rotation de l'élément de liaison de type bielle avaient été orientés selon la direction principale X, la compensation serait appliquée pour absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction secondaire Y. L'élément de liaison 322 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction transversale et de la direction longitudinale. L'élément de liaison de type rotule peut être appelé une rotule de rattrapage des défauts de torsion de la poutre constituant le support anodique.
En référence aux figures 16, 17 et 18, les moyens de compensation du support anodique 301 comprennent deux éléments de liaison de type coulissant 421 ou de type glissière, chacun desdits éléments de liaison étant disposé entre l'une ou l'autre des surfaces de contact anodique 413 de l'ensemble anodique et une partie principale de l'armature 405. Plus précisément, les éléments de liaison 421 sont disposés entre la poutre de l'armature 405 et des semelles en acier 425 supportant les semelles en cuivre formant les surfaces de contact anodique 413. Les éléments de liaison 421 de type coulissant sont formés d'un côté par la poutre de l'armature 405 dont le profil forme une glissière, et de l'autre côté par des coulisseaux montés coullissants dans la glissière, chacun desdits coulisseaux portant la semelle en cuivre de chaque surface de contact anodique 413. L'élément de liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support anodique 403 le long de la direction principale X. Par ailleurs les éléments de liaison de type coulissant 421 peuvent en outre permettre une légère rotation ou pivot des semelles 425 autour d'un axe parallèle à la direction principale X, de part la forme sensiblement cylindrique des coulisseaux. L'élément de liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support anodique 403 le long de la direction secondaire Y.
Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de compensation de l'ensemble anodique pourraient comporter un seul élément de liaison d'un côté ou de l'autre du support anodique. Les moyens de liaison pourraient également comporter un élément de liaison de type rotule ou pivot sur l'un des côtés du support anodique et un élément de liaison de type coulissant sur l'autre côté dudit support anodique.
Un avantage de la présente invention est de faciliter l'accès des outils de manutention et d'intervention dans le caisson, notamment pour les manœuvres de changement d'anode, en proposant une configuration dans laquelle l'espace au-dessus de l'ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson est dégagée.
Un autre avantage de la présente invention est de faciliter le montage et le démontage de l'ensemble anodique.
Encore un autre avantage de la présente invention est de limiter les interactions mécaniques avec les conducteurs anodiques pendant les opérations de changement d'anode, ce qui permet de réduire leur usure et d'éviter leur endommagement.
Encore un avantage de la présente invention est de permettre d'effectuer les manœuvres de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve.
Un avantage d'un mode préféré de la présente invention est de permettre d'absorber toute dilatation du support anodique, notamment lors des opérations de changement d'anode, et ceci sans affecter le fonctionnement des moyens de déplacement de l'ensemble anodique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'électrolyse destiné à la production d'aluminium comprenant un caisson (3) comportant un revêtement intérieur (5) délimitant une ouverture (16) au travers de laquelle est destiné à être déplacé au moins un bloc anodique (15), ledit au moins un bloc anodique étant suspendu à un support anodique (13, 17) formant avec ledit au moins un bloc anodique un ensemble anodique (12) mobile par rapport au caisson, ledit dispositif comprenant en outre des moyens de déplacement (23) comportant au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) destiné à coopérer avec ledit support anodique pour déplacer l'ensemble anodique (12) selon une direction sensiblement verticale (Z), ledit support anodique (13, 17) étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique (15), caractérisé en ce que ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) est disposé en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique (15) pendant son déplacement à travers l'ouverture (16), ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) comportant une surface de contact (27 ; 127, 128) coopérant avec une surface de contact anodique (29) correspondante du support anodique (13, 17) pour établir avec ledit support anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) et l'ensemble anodique (12), et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique (12) selon la direction sensiblement verticale.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est destiné à recevoir plusieurs ensembles anodiques (12) répartis le long d'une direction longitudinale (Y) du caisson (3), le support anodique (13, 17) desdits ensembles anodiques (12) s'étendant le long d'une direction transversale (X) dudit caisson, ledit dispositif comportant en outre des moyens de compensation (27, 29 ; 161 , 171) coopérant avec les moyens de déplacement (23) pour absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et/ou de la direction longitudinale (Y).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de contact (27 ; 127, 128) du au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) est agencée au- dessus dudit au moins un récepteur anodique pour supporter l'ensemble anodique (12).
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) comporte une partie d'entraînement (35 ; 135, 136 ; 235) guidée en translation selon la direction sensiblement verticale (Z) et une partie conductrice de l'électricité (37 ; 137, 138 ; 237).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de contact (27 ; 127, 128) du au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) est aménagée sur la partie conductrice dudit au moins un récepteur anodique (37 ; 137, 138 ; 237).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de contact (27) est sensiblement horizontale, les moyens de compensation étant essentiellement formés par ladite surface de contact (27) et la surface de contact anodique (29) du support anodique (13, 17) coopérant avec ladite surface de contact (27), la dilatation du support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) étant absorbée par glissement de ladite surface de contact anodique (29) sur ladite surface de contact (27) dans la direction transversale (X) et/ou dans la direction longitudinale (Y) de ladite surface du support.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le glissement de la surface de contact anodique du support anodique (13, 17) sur la surface de contact (27) est facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice de l'électricité appliquée sur l'une desdites surfaces.
8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de compensation (161 , 171) sont agencés dans le au moins un récepteur anodique (125, 126 ; 225).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de compensation (161 , 171) sont agencés entre une partie supérieure du au moins un récepteur anodique (125, 126 ; 225) portant la surface de contact (127, 128) et la partie d'entraînement (135, 136).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison (161) entre la partie supérieure et la partie d'entraînement (135, 136) permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) ou de la direction longitudinale (Y), tel qu'un élément de liaison de type bielle.
1 1. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (23) sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques (125, 126) par ensemble anodique (12), disposés de part et d'autre du caisson (3) par rapport à la direction transversale (X), un premier élément de liaison (161) de l'un des récepteurs anodiques (125) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X), et un second élément de liaison (171) de l'autre récepteur anodique (126) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction longitudinale (Y).
12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de compensation comprennent au moins un élément de liaison (171) entre la partie supérieure et la partie d'entraînement (135, 136) permettant d'absorber la dilatation dudit support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et de la direction longitudinale (Y), tel qu'un élément de liaison de type rotule.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la partie d'entraînement (135, 136) du au moins un récepteur anodique (125, 126) comprend un mat de levage (163, 173) entraîné en translation et une semelle (165, 175) connectée au dit mat de levage (163, 173) par l'intermédiaire de l'élément de liaison (161 , 171), la partie conductrice (137, 138) comportant au moins un conducteur latéral (167, 177) et une plaque conductrice (169, 179) disposée sur ladite semelle (165, 175) connectée électriquement au dit au moins un conducteur latéral (167,177).
14. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie d'entraînement (235) comporte un cerclage (283) entourant la partie conductrice (237) de l'électricité avec un jeu suffisant pour permettre à ladite partie conductrice (237) de se déformer à l'intérieur dudit cerclage (283) et d'absorber ainsi la dilatation du support anodique (13, 17) le long de la direction transversale (X) et/ou de la direction longitudinale (Y).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (23) sont équipés d'au moins deux récepteurs anodiques (25 ; 125, 126 ; 225) par ensemble anodique (12), lesdits récepteurs anodiques étant respectivement agencés le long de chaque paroi longitudinale du caisson (3), à l'extérieur dudit caisson (3).
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les au moins deux récepteurs anodiques (25 ; 125, 126 ; 225) par ensemble anodique (12) sont associés à des moyens de motorisations (39) séparés.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage agencés le long des parois longitudinales du caisson (3), à l'extérieur dudit caisson (3), lesdits moyens de guidage étant aménagés dans une structure soudée formant ledit caisson (3).
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 17, caractérisé en ce que l'ouverture (16) délimitée par le revêtement intérieur (5) du caisson (3) et l'ensemble anodique (12) est recouvert par une couverture amovible (43).
19. Ensemble anodique (12 ; 301 ; 401) destiné à être installé dans un dispositif d'électrolyse pour la production d'aluminium, ledit ensemble anodique comprenant un support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) et au moins un bloc anodique (15 ; 307 ; 407) suspendu au dit support anodique, ledit support anodique étant destiné à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc anodique (15 ; 307 ; 407), ledit au moins un bloc anodique étant destiné à être déplacé selon une direction sensiblement verticale (Z) au travers d'une ouverture (16) délimitée par un caisson (3) et son revêtement intérieur (5) dudit dispositif d'électrolyse à l'aide d'au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) de moyens de déplacement (23) dudit dispositif d'électrolyse coopérant avec ledit support anodique, caractérisé en ce que le support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) comporte au moins une surface de contact anodique (29 ; 313 ; 413) coopérant avec une surface de contact correspondante (27 ; 127, 128) dudit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) pour établir avec ledit au moins un récepteur anodique, un contact électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique (25 ; 125, 126 ; 225) et l'ensemble anodique (12 ; 301 ; 401), et un contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique (12; 301 ; 401) selon la direction sensiblement verticale, la au moins une surface de contact anodique (29 ; 313 ; 413) du support anodique (13, 17 ; 303 ; 403) étant disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc anodique (15 ; 307 ; 407).
20. Ensemble anodique selon la revendication 19, caractérisé en ce que le support anodique (303 ; 403) de l'ensemble anodique (301 ; 401) s'étend le long d'une direction principale correspondant à une direction transversale (X) du caisson (3) lorsque l'ensemble anodique est reçu dans le dispositif d'électrolyse, et en ce que ledit support anodique (303 ; 403) comporte des moyens de compensation pour absorber la dilatation dudit support anodique (303 ; 403) le long de ladite direction principale et/ou d'une direction secondaire dudit support anodique (303 ; 403) correspondant à une direction longitudinale (Y) dudit caisson lorsque l'ensemble anodique est installé dans ledit dispositif d'électrolyse.
21. Ensemble anodique selon la revendication 20, caractérisé en ce que le support anodique (303 ; 403) comporte une armature (305 ; 405), supportant le au moins un bloc anodique (307 ; 407), et une partie conductrice (31 1 ; 41 1) de l'électricité, la au moins une surface de contact anodique (313 ; 413) dudit support anodique étant aménagée dans ladite partie conductrice (31 1 ; 41 1).
22. Ensemble anodique selon l'une des revendications 20 ou 21 , caractérisé en ce que les moyens de compensation du support anodique comprennent au moins un élément de liaison, tel qu'un élément de liaison de type bielle (321) ou un élément de liaison de type coulissant (421), disposé entre la au moins une surface de contact anodique (313 ; 413) et une partie principale de l'armature, pour absorber toute dilatation dudit support anodique (301 ; 401) le long de la direction principale ou de la direction secondaire.
23. Ensemble anodique selon la revendication 22, caractérisé en ce que le support anodique (303) comporte deux surfaces de contact anodique (313) disposées de chaque côté dudit support anodique par rapport à la direction principale, un premier élément de liaison (321) disposé entre l'une des surfaces de contact anodique et la partie principale de l'armature (305) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction principale et un second élément de liaison (322) disposé entre l'autre surface de contact anodique et la partie principale de l'armature (305) permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction secondaire.
24. Ensemble anodique selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce qu'au moins un élément de liaison (322) permet d'absorber la dilatation du support anodique (303) le long de la direction principale (X) et de la direction secondaire (Y), tel qu'un élément de liaison de type rotule.
25. Cellule d'électrolyse caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, ladite cellule d'électrolyse comprenant, en outre, une cuve d'électrolyse (1 ; 101 ; 201) formée au moins en partie par le caisson (3) et le revêtement intérieur (5) dudit dispositif d'électrolyse, et au moins un ensemble anodique (12) comportant au moins un bloc anodique (15) destiné à être immergé partiellement dans un bain d'électrolyte (21) contenu dans ladite cuve.
26. Installation d'électrolyse destinée à la production d'aluminium comprenant une pluralité de dispositifs d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.
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