WO2018189463A1 - Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé - Google Patents

Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé Download PDF

Info

Publication number
WO2018189463A1
WO2018189463A1 PCT/FR2018/050865 FR2018050865W WO2018189463A1 WO 2018189463 A1 WO2018189463 A1 WO 2018189463A1 FR 2018050865 W FR2018050865 W FR 2018050865W WO 2018189463 A1 WO2018189463 A1 WO 2018189463A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thickness
product
cover
covered
anode
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/050865
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe DEGLAVE
Alain Rose
Original Assignee
Fives Ecl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fives Ecl filed Critical Fives Ecl
Priority to CN201880032322.0A priority Critical patent/CN110637106B/zh
Priority to CA3058228A priority patent/CA3058228A1/fr
Priority to AU2018251178A priority patent/AU2018251178B2/en
Priority to EP18718623.4A priority patent/EP3610054B1/fr
Publication of WO2018189463A1 publication Critical patent/WO2018189463A1/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/20Automatic control or regulation of cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/14Devices for feeding or crust breaking

Definitions

  • the invention relates to the field of aluminum production by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult process. More specifically, the invention relates to the covering by a powdery product of anodes in electrolysis cells for the production of aluminum.
  • Hall-Héroult is a well-known technique. In general, it is carried out in an electrolysis installation comprising a hall, in which a plurality of electrolysis cells is installed. Each tank is filled with an electrolytic bath including cryolite in which the alumina is dissolved. Pre-baked carbon anodes are partially immersed in the electrolytic bath. The anodes are fed with current flowing through the bath to a cathode formed generally at the bottom of the tank. Document FR 2 806 742 describes an example of such an installation.
  • electrolysis reactions involve the progressive consumption of the anodes, which must be changed regularly.
  • An anode may be defined as comprising a metal rod which conducts the current, sealed to at least one precooked carbon block. It is this carbon block that is consumed by the electrolysis reduction reactions.
  • the carbon block In order to protect the combustion by air of the part of the carbon block which is not immersed in the electrolytic bath, it is known to cover the carbon block with a cover product on a controlled thickness, for example of the order of 10cm.
  • the covering product is of the pulverulent type and comprises a mixture of alumina and "ground bath", that is, the electrolytic bath recovered, solidified and crushed.
  • the cover product solidifies above the carbon block, but also the electrolytic bath, forming a crust.
  • the crust protects the carbon block, but also the surface of the electrolytic bath.
  • the composition of the roofing product can be monitored to ensure that the crust that forms above the carbon block has the required properties, and in particular that it does not allow the air to reach the carbon block or that it limits the leakage of the electrolytic bath to the outside of the tank.
  • the document WO2009 / 055645 proposes an imaging system for obtaining images of the materials entering a hopper 40 where the alumina and particles of the electrolytic bath which constitute the cover product are mixed, and / or after the material of cover was deposited on one or more of the electrolysis cells.
  • the images are then processed to predict the amount of alumina and / or electrolytic bath particles in the cover product and thus to determine whether the cover material has the composition required to achieve the intended crust quality.
  • the amounts of alumina and electrolyte bath particles feeding the hopper are adjusted accordingly.
  • Such a system involves image processing for the purpose of determining the composition of the cover product and ultimately the crust, which is complex to implement, and expensive.
  • composition of the cover product also makes it possible to ensure that the air does not reach the carbon block: the thickness of the layer of the covering product covering the carbon block.
  • the bath crust When changing an anode, the bath crust is cut around the spent carbon block, called a "butt", and the spent anode is lifted out of the tank. Part of the crust falls to the bottom of the tank, and a part remains attached to the butt.
  • a cleaning operation using a shovel is carried out in order to recover the crustal portions that have fallen to the bottom of the tank.
  • a new anode is placed so that the new carbon block is immersed in the electrolytic bath at a given height, with a portion of the new carbon block emerging out of the bath.
  • the cover product is poured into the tank to cover the new carbon block and the space between the carbon blocks.
  • the anode change operations require opening the tanks, which are normally closed by covers, to prevent the escape of toxic gases and fumes produced by the electrolysis reactions in the electrolysis hall.
  • devices can limit the escape of gases, fumes and toxic dust, but can not totally prevent it.
  • an operator being close to an open tank, for example to ensure proper distribution of the roofing product, is exposed to these gases and fumes.
  • the automation and mechanization of tank handling operations is therefore the subject of research and development to keep human operators as far away as possible from tanks and gases and fumes escaping from them.
  • MSE service machine in electrolysis
  • the MSE carries tools to carry out the various interventions.
  • An operator can control the MSE and tools remotely, from a cab.
  • the spill of the roofing product into the tank is a difficult operation to automate.
  • the cover product is generally stored in a hopper mounted on the MSE and provided with a dispensing device, typically a tube for pouring the cover product into the tank.
  • a variable volumetric extraction device such as a pallet dispenser or an Archimedean screw, for example, is associated with the dispensing device to control the supply of cover material.
  • a second object of the invention is to provide a method of handling tanks for recovery of carbon blocks effective.
  • a third object of the invention is to enable the electrolytic bath to be covered in a reliable and controlled manner.
  • a fourth object of the invention is to preserve operators of gases and fumes that can escape the tanks.
  • a fifth object of the invention is to reduce the costs of tank operations.
  • a sixth object of the invention is to allow the acquisition and recording of data relating to the operation of the vessel for purposes including analysis and process improvement.
  • the invention proposes a method of placing a cover of at least one anode in an electrolysis cell used for the production of aluminum, by means of a mobile service machine. relative to the cell.
  • the cell comprises a molten electrolytic bath in which an anode block of the anode is partially immersed, so that an upper surface of the anode block emerges out of the bath.
  • the service machine comprises at least one dispensing device of one Anodic block cover product
  • the process then comprises at least the following steps:
  • the reference thickness being predetermined to allow the cover product to cover the upper surface of the anode block to a given height in at least said area to be covered;
  • the method comprises, prior to step / 1 / deposition, a mesh step of at least a portion of the upper portion of the carbon block defining a plurality of areas to be covered by the cover product . Therefore, at least part of the steps / 1 / deposition, III measurement, / 3 / comparison, / 4 / calculation and / 5 / rectification can be performed directly successively one after the another for an area to be covered before moving to a next area to be covered.
  • At least a part of the steps / 1 / deposition, / 2 / measurement, / 3 / comparison, / 4 / calculation and / 5 / rectification can be performed together in sequence, each step being applied to several areas to be covered before proceeding to the next step.
  • the thickness sensor may comprise a three-dimensional camera, making it possible to take measurements in one area and / or a two-dimensional laser in one image.
  • the rectification step comprises adding the corrective amount of cover product to the area to be covered by the dispensing device.
  • the correction amount determined in step / 3 / is then positive.
  • the correction amount determined in step / 4 / is then negative.
  • the rectification step may then comprise distributing by a scraper device a controlled amount of the cover material from the first area to be coated to the second area to be coated.
  • the controlled amount of the cover product may correspond to a layer thickness less than or equal to the reference thickness, i.e. at the first stage, there is a deficit of quantity of cover product to reach the reference thickness.
  • the method may comprise, prior to step / 1 / deposition, a step of setting a trajectory for the dispensing device which includes a recording of the movements of a controlled dispensing device by an operator.
  • a learning step from an operator for the dispensing device is performed.
  • the method may comprise, prior to step / 1 / deposition, a step of setting a trajectory for the dispensing device which comprises a correction of the controlled quantity of cover product in step / l / deposition by taking into account the amount of additional covering product to be deposited to achieve the reference thickness in said area to be covered calculated in a step / 4 / calculation implemented for a block anodic previous.
  • the method comprises a step of learning from the past: for two anode blocks to similar characteristics (dimensions and position in the tank in particular), the amount of cover product to be deposited to achieve the reference thickness is substantially identical.
  • the method may further comprise a step of collecting and recording the data taken by the thickness sensor. This data can then be used to monitor the overall operation of an aluminum production plant.
  • the invention proposes a service machine of an electrolysis cell used for the production of aluminum, the machine being able to implement the method as presented above.
  • the machine then comprises at least one device for dispensing a cover product and at least one thickness sensor for the cover product.
  • the invention proposes a computer program product for implementing the method as presented above, comprising a control system of the service machine receiving the measurements of the thickness sensor, the system control system comprising a calculation module comparing the thickness measured by the sensor and a reference thickness and calculating the corrective amount of covering product to be deposited to reach the reference thickness.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an electrolysis room
  • Figure 2 is a schematic representation of a sectional view of an electrolysis cell
  • Figure 4 is a schematic representation of two preformed anode blocks mounted on the same hexapod, viewed from above.
  • FIG. 1 shows an electrolysis room 1 such as those commonly found in electrolytic aluminum production plants. Electrolysis cells 2 are aligned in the electrolysis room. In order to intervene on the cells 2, the electrolysis room 1 is equipped with a mobile bridge 3 moving above the cells 2 and on which an electrolysis service machine, or MSE, 4 can move.
  • the MSE 4 carries tools for carrying out operations on the cells 2, such as the change of worn anodes by new anodes, the cleaning of the cell 2, the supply of alumina, or the handling of equipment. cell 2.
  • the cells 2 are arranged in rows in the electrolysis room 1, and are electrically connected in series with each other.
  • a corridor 5 is arranged in the room 1 along the rows of cells 2, to allow for example the movement of an operator or a mobile machine.
  • FIG. 2 illustrates an electrolysis cell 2 seen in section.
  • the cell 2 comprises a tank 6, a support structure called “superstructure” 7 and a plurality of anodes 8, 8 '.
  • Each anode respectively 8, 8 ' comprises at least one block, respectively 9, 9', of precured carbon material, called “anodic block", which is fixed on a rod respectively 10, 10 'metal, extending substantially vertically.
  • each anode 8, 8 ' comprises in practice two blocks 9, 9' anodic each, mounted on the same rod 10, 10 'metal.
  • the anodic blocks 9, 9 ' typically have a parallelepipedal shape.
  • Each rod 10, 10 ' is held in abutment against an anodic frame 11, 11' of the superstructure 7 by means of a removable connector 12, 12 '.
  • each anode block 9, 9 ' is fixed to the corresponding rod 10, 10' via a fastening element 13, 13 ', called a "multipode".
  • Each fixing element 13, 13 ' comprises feet, anchored in the anode blocks 9, 9', in particular using cast iron.
  • each element 13, 13 'of attachment comprises six feet, in which case they are called “hexapods", and allow the attachment of two anode blocks on a rod.
  • the tank 6 is typically formed of a steel casing 18, a liner 14, 15 generally formed of blocks of refractory materials, and a cathode assembly 16, 17 which comprises blocks 16 of carbonaceous material, called “cathode blocks” , and metal connection bars 17, to which electrical conductors, not shown, are fixed to convey the electrolysis current. More specifically, for a tank, the connecting bars 17 are fixed on one side to the connecting bars of an adjacent tank and on the other hand to the anode frames of another adjacent tank.
  • the electrolysis cell 2 is generally closed by removable covers 19, 19 ', making it possible to confine the gases and fumes in the cell 2.
  • a system for evacuating and treating these gases and fumes is generally put in place.
  • the covers 19, 19 ' are removable, to give access to the interior of the cell, including the tools of the MSE 4, by two sides when interventions must be made.
  • the cover 19 'giving access to the anode 8' to be replaced is removed.
  • a crust has formed on the surface of the bath 20 in contact with the air. Consequently, a cutting tool is actuated, for example from the MSE 4, to cut the crust around the anode block (s) 9 'of the anode 8' to be replaced.
  • a lifting system grasps the rod 10 'of the anode 8' to be replaced, and the corresponding connector 12 'is unlocked, allowing the removal of the anode 8' out of the cell 2.
  • a new anode is then placed in the cell, with a new anode block immersed at least partially in the electrolytic bath.
  • a few hours, usually 3 hours after the introduction of the new anode in cell 2, a thin solid crust has formed around the anodic block again, and a cover product 22 is spilled. on the surface of the anode block emerging out of the electrolytic bath.
  • the MSE 4 is provided with at least one device 23 for dispensing a cover product for the carbonaceous blocks.
  • the device 23 for dispensing a cover product for the carbonaceous blocks.
  • the dispensing device 23 is further provided with an extraction device for controlling the quantity, for example by controlling the flow rate, of the cover product poured by the tube 25.
  • the dispensing device 23 is controlled to be mobile with respect to the cell 2, since it is boarded on the MSE 4.
  • the MSE 4 is mobile in translation along two horizontal axes with respect to the cell 2
  • the distribution device 23 is mobile in translation along a third vertical axis and in rotation about this third axis with respect to the cell 2.
  • the MSE 4 is also equipped with at least one thickness sensor 26, shown diagrammatically in FIG. 3, making it possible to measure the thickness of the covering product layer.
  • the thickness sensor 26 may be, as will be the case in the embodiment described hereinafter, a three-dimensional camera, capable of measuring a thickness of the layer of the covering product over an area of a determined surface without displacement.
  • the thickness sensor 26 may be a two-dimensional laser scanner, scanning an area of a given surface, for example by moving the MSE 4, to determine a thickness.
  • the thickness of the roofing product is defined as a vertical dimension of the layer of the roofing product. It can correspond, for a zone of a given surface, to a maximum dimension, a minimum dimension, or an average of dimensions.
  • the thickness sensor 26, of known position is initially pointed at a reference zone of the anode 8.
  • the reference zone is typically located on the rod 10 or on the fixing element 13, and is preferably a substantially horizontal surface.
  • the sensor 26 stores a position data for a plurality of points R f in the reference area, typically a distance D ref between these points R f and the sensor 26. In FIG. 3, for the sake of clarity, it is shown only one of these points R f .
  • the distance D r f can be calculated as an average distance, a minimum distance or a maximum distance between the points R f and the sensor 26.
  • the distance D r f can also be calculated from several zones. reference, in order to limit the influence on the distance measurement of the cover product that may be in place on the rod 10 or on the fastening element 13.
  • the reference area is chosen because it is at a known vertical distance from an upper face of the blocks S sup anode 9 emerging from the electrolytic bath 20. Thus, it is possible to deduce a distance D sup between the upper surface S sup of the anodic blocks 9 and the sensor 26. Then, the sensor 26 is pointed at a zone to be measured, on the surface of the cover product 22 covering the anode blocks 9 of the anode 8.
  • the sensor 26 stores a position data for a plurality of points R p of the zone to measure, typically the distance D p between these points R p and the sensor 26. As previously, in Figure 3, for the sake of clarity, there is shown a single point R p of the area to be measured. However, the distance D p can be calculated as an average distance, a minimum distance or a maximum distance between the points R p and the sensor 26.
  • the thickness of the cover product 22 at the point R p is given by the distance D e corresponding to the difference between D sup and D p .
  • the sensor 26 can thus determine the thickness D e for a plurality of points R p on the surface of the product 22 cover.
  • the thickness of the cover product layer 22 in an area to be measured can then be defined as an average, a maximum or a minimum, for the area to be measured in question.
  • the sensor 26 may take a measure of the distance from the upper surface S sup of the anode block 9 in the tank 6 before the cover product is poured over it.
  • the distance D between the S sup sup upper face of the anode block 9 and the sensor 26 is measured directly, rather than calculated as above.
  • this measurement may correspond to the measurement between a point of the upper surface S sup of the anodic block 9, a minimum, a maximum or an average.
  • the measurement of the distance D sup instead of the deduction from the distance measurement Dr. ef increases the reliability of determining the thickness D e of the layer of product 22 cover.
  • D ref is measured on a surface of the rod 8 or the fastening element 13, which may involve measurement errors due for example to erosion, the presence of roofing product on it or even MSE positional deviations 4.
  • the surface area S sup of the anodic block 9 is greater than that available on the rod 8 or the fastening element 13, so that the sensor 26 can point more easily on the surface S sup .
  • the measurement of D sup makes it possible to take into account the thickness of the possible residue of cover product at the periphery of the new anodic block 9.
  • the actual product thickness 22 covering the anode block 9 is therefore evaluated more precisely. Therefore, the amount of blanket 22 to be poured to reach a target thickness can also be determined with increased accuracy.
  • the control system which will be described below with the steps of the process, can be embedded directly on the MSE 4 and be accessible remotely, or be embedded in any remote computer system of the MSE 4 and in connection with the MSE 4.
  • FIG. 4 there is shown a top view of the two blocks 9 anode, mounted on the same shaft 10 with the same hexapod 13. It is then defined by way of example fourteen zones, denoted Ai, A i4 .
  • Each zone A 1, A i 4 includes at least a portion of the upper surface S sup of at least one of the anode blocks 9.
  • the areas A n to be covered include the space E between two adjacent anodes of the cell 2, and may also include the upper surface S sup of an anode block 9 of an adjacent anode. However, some areas may only include the E space between two adjacent anodes.
  • the control system is provided with a mesh module, defining the areas A n to cover for example from calculations, from a mesh defined by an operator and recorded in the control system or from a mesh defined on plan by an operator and configured in the control system.
  • a layer of the cover product in controlled quantity is deposited by the dispensing device 23 on at least one of the areas A n to be covered.
  • the amount of cover product is controlled to be less than an amount corresponding to a determined thickness of the cover product for the area of interest.
  • the hedge product is deposited in deficit.
  • the flow of the cover product is difficult to control, so that it is difficult to ensure that the thickness of the deposited layer is actually less than the determined thickness.
  • any surplus of roofing product constitutes an economic loss, in particular: the hopper 24 must be filled more often, inducing additional round trips increasing the intervention time on the cells 2; the surplus of roofing product involves more waste in the electrolysis bath which must then be treated; the electrolysis process itself can be impacted by the modification of the composition of the electrolytic bath.
  • the amount of cover material is controlled for example by mounting the hopper on load cells, and controlling the flow rate of cover product flowing through the tube with the aid of the extraction device.
  • the controlled quantity can be established as being an overall quantity for the entire area to be covered, and then distributed between the areas A n to be covered according to a correspondence table, established empirically or by calculation.
  • the senor 26 is then implemented in the at least one area A n to cover, in order to measure the thickness, as previously seen, of the deposited layer of roofing product.
  • the mesh in zone A n does not necessarily concern the whole of the upper surface S sup of the anode blocks 9.
  • the layer of roofing product covers the entire upper surface S sup of 9 anodic blocks, and A n areas to be covered constitute control areas.
  • the thickness measured by the sensor 26 is then compared with a reference thickness.
  • the reference thickness is predetermined to allow the cover product 22 to cover the surface S sup of the anode blocks 9 at a given height.
  • the reference thickness is generally the same for all zones A n to be covered, but not necessarily.
  • the reference thickness may be a given value, or a range of given values.
  • the measurements by the sensor 26 are transmitted to the control system, which records the measurements.
  • the reference thickness or thicknesses were previously recorded in the control system.
  • the control system then comprises a calculation module making it possible, for the zone A n concerned, to compare the measured thickness with the corresponding reference thickness.
  • the calculation module deduces, from the difference, a corrective amount of cover product to be deposited again in the area A n to be covered.
  • a step of rectification of the layer of the cover product is implemented in the area A n concerned as a function of the correction amount determined.
  • the correction amount calculated in the fourth step may be zero. In this case, the fifth rectification step may not take place.
  • the calculation module determines the corrective amount, positive, of coverage product corresponding to the deficit.
  • the dispensing device 23 is then actuated by the control system to deposit the corrective quantity of cover product on the surface S sup of the anodic blocks 9, in the area A n concerned.
  • the correction amount is translated into flow and / or time, and the dispensing device 23 is actuated accordingly to pour the cover product.
  • the calculation module determines the corrective, negative amount of roofing product corresponding to the surplus.
  • a device for removing the surplus quantity in the area A n concerned can be implemented.
  • the corrective amount is positive: the cover product is surplus.
  • the other zone A Jf the corrective amount is negative: the cover product is in deficit.
  • the fifth rectification step may comprise the distribution, by means of a scraping device, of the cover product from the first zone A, in excess of the cover product to the other zone Aj in deficit of blanket.
  • a new measurement step 26 by the thickness sensor in the two zones A, and A j can then be implemented in order to check the conformity, in each zone, of the thickness of the layer of roofing product with the corresponding reference thickness. If necessary, a new rectification step can be implemented in each zone A ,, Aj.
  • the steps of the method can be carried out, as a whole or in part, successively one after the other for each zone A n to be covered.
  • the four steps presented above are applied to the area Ai of Figure 4, before being applied to the area A 2 , and so on.
  • the process steps can also be carried out, as a whole or in part, in sequence for several areas A n to be covered.
  • the first step is applied to all fourteen zones Ai, A i4 to be covered before applying the second step to all fourteen zones Ai, A i4 to be covered, and so on until fifth step.
  • zone Ai As a variant, only the first, second and third stages are implemented in the first zone Ai before passing to zone A 2 , in which only these three steps are also implemented, and so on. to zone A i4 . Then, the fourth and fifth steps are applied in turn, either successively zone by zone, or one after the other for all areas A n to cover.
  • the process can be repeated from the second measurement step to ensure that the reference thickness is reached. It can then normally be expected that during the repetition of the process, the corrective amount calculated in the fourth step is zero.
  • the process steps can be applied in real time.
  • the steps of the method can be implemented substantially simultaneously.
  • the sensor 26 can be implemented almost continuously during the deposition of the layer of roofing product, in order to provide the control system with information about the thickness of the layer being deposit, and allow the correction of the amount of coverage product deposited during the deposit.
  • a control loop can be implemented, in which the correction amount can be calculated regularly, at a determined frequency, while the cover product is being deposited, so as to rectify at most quickly the quantity of roofing product spilled over the quantity determined.
  • the distribution device 23 In order to cover with the cover product at least a given portion of the upper surface S sup of the anode blocks 9 of the anode 8 to be covered, the distribution device 23 describes a given trajectory above the upper surface S sup of the 9 anodic blocks.
  • the trajectory is defined as the order of passage of the dispensing device 23 between the different zones A n to be covered.
  • the trajectory is associated with a transit time, that is to say the time that the distribution device 23 passes, for a zone A, to cover, for a determined flow, corresponding to a determined quantity of cover product to be deposited. .
  • the determined amount of product is less than the amount necessary to reach the reference thickness.
  • the trajectory and the transit time are developed by simulation, or by theoretical calculation.
  • the development of the given trajectory and the transit time for each zone A to be covered by the distribution device 23 is carried out prior to the first depositing step, and includes the recording of the movements and passage times of the same distribution device 23, or another equivalent, controlled by an operator.
  • an operator remotely controls the movements of the MSE 4 and the distribution device 23, as well as the passage time of the distribution device 23 in each zone A, to be covered, and the flow rate of the cover product, for 9 anodic blocks of a first anode 8, called test.
  • a recording system records the data for the anode blocks 9 of the anode 8 test.
  • the following process steps are implemented for the anode blocks 9 of the test anode 8.
  • the trajectory given for the blocks 9 of this other anode 8 and the associated transit times are copied to the trajectory recorded for the anode 8 test.
  • the trajectory and the passage times determined for the test anode 8 can be adapted to the position of the other anode, for example by considering a mirror symmetry effect on either side of the hexapod.
  • the trajectory of the distribution device 23 is developed by learning from an operator.
  • the development of the trajectory and the passage times of the distribution device 23 for the anode blocks 9 of anode 8 include taking into account the step of calculating a quantity. correction applied prior to another anode. More specifically, the steps of the method, from the first deposition step to at least the fourth step of calculating a correction quality, are implemented for the anode blocks 9 of a first anode 8. In practice, the process in its entirety, until the fifth step, can be put for the blocks 9 of the first anode 8. The correction quantity for the anode blocks 9 of the first anode 8 is then recorded, and taken into account for the development of the trajectory for the anode blocks 9 of a second anode 8, in particular to correct the amount of cover material deposit in the first step.
  • the controlled amount of cover material deposited in the first deposition step for the blocks 9 of the second anode 8 can be increased compared to that deposited in the first deposition step for the blocks 9 of the first anode 8.
  • the controlled quantity of deposited cover product in the first deposition step for the blocks 9 of the second anode 8 can be decreased compared to that deposited in the first deposition step for the blocks 9 of the first anode 8. The trajectory of the dispensing device can thus be corrected for each anodic block 9.
  • Such a correction can be applied step by step: each time the process is applied, the correction amount is taken into account for the next application of the process.
  • the corrected trajectory can also be recorded in relation to given conditions, for example temperature conditions or type of cover product used, so that when these same conditions are met for other anodes, the process is automatically adapted.
  • the trajectory and the passage times are furthermore associated with a given flow rate controlled by the control system acting on the extraction device.
  • the passage time on the different areas A n to be covered may be the same for each zone, that is to say that the speed of movement of the distribution device 23 is constant, and the flow rate be regulated.
  • the correcting amount calculated in the fourth step is zero, indicating that the controlled amount deposited in the first step is the amount required to reach the reference thickness.
  • the fifth rectification step is then empty.
  • the measurement data of the thickness sensor 26 are collected and recorded in order to be used, for example, to analyze the quality of coverage by the product and to monitor the operation of a cell 2.
  • the method thus described makes it possible to automate and mechanize the operations of placing the anode cover in the cells 2 in a reliable and repeatable manner, by increasing the safety of the human operators located near the electrolysis cells 2 and by reducing the problems related to a bad evaluation of the quantity of anode cover product to be deposited to cover the carbon blocks.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en œuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en œuvre d'un tel procédé Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule (2) d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, au moyen d'une machine (4) de service comprenant au moins un dispositif (23) de distribution d'un produit (22) de couverture sur au moins un bloc (9) anodique, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes : /1/ dépôt en couche d'une quantité contrôlée d'un produit (22) de couverture sur une surface (Ssup) supérieure du bloc (9, 9') anodique; /2/ mesure de l'épaisseur à l'aide d'un capteur (26) de la couche de produit (22) de couverture déposée; /3/ comparaison entre l'épaisseur mesurée et une épaisseur de référence; /4/ calcul d'une quantité correctrice de produit (22) de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence; /5/ rectification de l'épaisseur de la couche du produit (22) de couverture à l'aide de la quantité correctrice.

Description

Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en œuyre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en œuyre d'un tel procédé
L'invention concerne le domaine de la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult. Plus précisément, l'invention concerne la couverture par un produit pulvérulent des anodes dans des cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium.
La production industrielle d'aluminium à partir d'alumine par le procédé
Hall-Héroult est une technique bien connue. De manière générale, elle est réalisée au sein d'une installation d'électrolyse comprenant une halle, dans laquelle une pluralité de cuves d'électrolyse est installée. Chaque cuve est emplie d'un bain électrolytique comprenant notamment de la cryolite dans lequel l'alumine est dissoute. Des anodes précuites en carbone sont partiellement immergées dans le bain électrolytique. Les anodes sont alimentées en courant qui traverse le bain jusqu'à une cathode formée en général au fond de la cuve. Le document FR 2 806 742 décrit un exemple d'une telle installation.
Les réactions ayant lieu dans la cuve nécessitent des interventions régulières.
Plus particulièrement, les réactions d'électrolyse impliquent la consommation progressive des anodes, lesquelles doivent être changées régulièrement.
Une anode peut être définie comme comprenant une tige métallique qui conduit le courant, scellée sur au moins un bloc carboné précuit. C'est ce bloc carboné qui est consommé par les réactions de réduction de l'électrolyse.
Afin de protéger la combustion par l'air de la partie du bloc carboné qui n'est pas immergée dans le bain électrolytique, il est connu de recouvrir le bloc carboné d'un produit de couverture sur une épaisseur contrôlée, par exemple de l'ordre de 10cm . En général, le produit de couverture est de type pulvérulent et comprend un mélange d'alumine et de « bain broyé », c'est-à- dire du bain électrolytique récupéré, solidifié et broyé. Le produit de couverture se solidifie au-dessus du bloc carboné, mais également du bain électrolytique, formant une croûte. Ainsi, d'une part la croûte protège le bloc carboné, mais également la surface du bain électrolytique.
La composition du produit de couverture peut être surveillée afin de garantir que la croûte qui se forme au-dessus du bloc carboné présente les propriétés requises, et notamment qu'elle ne laisse pas l'air atteindre le bloc carboné ou encore qu'elle limite les fuites du bain électrolytique vers l'extérieur de la cuve. Le document WO2009/055645 propose alors un système d'imagerie pour obtenir des images des matériaux entrant dans une trémie 40 où se mélangent l'alumine et les particules du bain électrolytique qui constituent le produit de couverture, et/ou après que le matériau de couverture a été déposé sur une ou plusieurs des cellules d'électrolyse. Les images sont ensuite traitées pour prédire la quantité d'alumine et/ou de particules de bain électrolytique dans le produit de couverture et ainsi pour déterminer si le matériau de couverture présente la composition requise pour obtenir la qualité visée de la croûte. Les quantités d'alumine et de particules de bain électrolytique alimentant la trémie sont ajustées en conséquence.
Un tel système implique le traitement des images dans le but de déterminer la composition du produit de couverture et in fine de la croûte, ce qui s'avère complexe à mettre en œuvre, et coûteux.
Un autre paramètre que la composition du produit de couverture permet également de s'assurer que l'air n'atteint pas le bloc carboné : l'épaisseur de la couche du produit de couverture recouvrant le bloc carboné.
Plusieurs solutions ont été proposées afin de contrôler l'épaisseur du produit de couverture.
Par exemple, il a été proposé de mettre en place des rebords sur les blocs carbonés pour former un récipient sur la surface supérieure du bloc carboné dans lequel le produit de couverture déversé est retenu . Le bloc carboné est ainsi recouvert du produit de couverture de manière fiable. Le document FR 2 527 229 propose un exemple d'une telle réalisation à l'aide de bandes d'aluminium. Toutefois, cette réalisation ne permet pas de recouvrir le bain électrolytique. En outre, elle requiert de revoir la forme des blocs carbonés et d'y ajouter des rebords, ce qui complexifie la fabrication des blocs carbonés et donc augmente les coûts de production de l'aluminium.
Dans le document WO2007/132081, il est proposé de recouvrir le bloc carboné d'une couche de produit de couverture sur une épaisseur contrôlée avant de le placer dans la cuve. Cette solution présente plusieurs inconvénients. Notamment, elle n'apporte toujours pas de solution au dépôt du produit de couverture sur la surface du bain électrolytique. De plus, elle nécessite de donner des propriétés spécifiques au produit de couverture afin d'éviter que celui-ci ne s'écoule lorsqu'il recouvre le bloc carboné avant d'être placé dans la cuve, ce qui implique des traitements et donc des coûts supplémentaires.
Lors du changement d'une anode, la croûte du bain est découpée autour du bloc carboné usé, appelé « mégot », et l'anode usée est soulevée pour être retirée hors de la cuve. Une partie de la croûte tombe au fond de la cuve, et une partie reste accrochée au mégot. Eventuellement, une opération de nettoyage à l'aide d'une pelle est réalisée afin de récupérer les parties de croûte tombées au fond de la cuve. Une nouvelle anode est placée de sorte que le nouveau bloc carboné est immergé dans le bain électrolytique à une hauteur donnée, une partie du nouveau bloc carboné émergeant hors du bain. Puis, quelques heures après, typiquement 3 ou 4 heures, le temps qu'une pellicule solide appelée croûte se forme à la surface du bain électrolytique entre les blocs carbonés, le produit de couverture est déversé dans la cuve pour recouvrir le nouveau bloc carboné et l'espace entre les blocs carbonés.
Les opérations de changement d'anodes requièrent d'ouvrir les cuves, lesquelles sont normalement fermées par des capots, afin d'empêcher l'échappement des gaz et fumées toxiques produits par les réactions d'électrolyse dans la halle d'électrolyse. Pendant ces opérations, des dispositifs permettent de limiter l'échappement des gaz, des fumées et de poussières toxiques, mais ne peuvent pas totalement l'empêcher. Ainsi, un opérateur se trouvant à proximité d'une cuve ouverte, par exemple pour s'assurer de la bonne répartition du produit de couverture, est exposé à ces gaz et fumées. L'automatisation et la mécanisation des opérations de manutention sur les cuves fait donc l'objet de recherche et de développement afin tenir les opérateurs humains les plus éloignés possible des cuves et des gaz et fumées qui s'en échappent.
A cet effet, de nombreuses opérations de manutention des cuves sont réalisées à l'aide d'une machine, appelée machine de service en électrolyse ou MSE, mobile dans la halle d'électrolyse. La MSE porte des outils pour réaliser les différentes interventions. Un opérateur peut piloter la MSE et les outils à distance, à partir d'une cabine.
Toutefois, le déversement du produit de couverture dans la cuve est une opération difficilement automatisable. En effet, le produit de couverture est en général stocké dans une trémie montée sur la MSE et munie d'un dispositif de distribution, typiquement un tube pour déverser le produit de couverture dans la cuve. Un dispositif d'extraction volumétrique variable, tel qu'un doseur à palette ou une vis d'Archimède par exemple, est associé au dispositif de distribution afin de contrôler l'alimentation en produit de couverture. Par déplacement de la MSE, le point de déversement du produit de couverture par le dispositif de déversement dans la cuve est déplacé au-dessus du bain électrolytique et des blocs carbonés.
Or, les propriétés granulométriques du produit de couverture rendent difficile le contrôle précis et fiable de la quantité s'écoulant hors du tube et de son étalement sur le bain électrolytique et sur le bloc carboné.
En outre, lors du retrait d'une anode usée, comme cela a déjà été mentionné plus haut, une partie de la croûte autour du bloc carboné, et donc une partie du produit de couverture, peuvent disparaître involontairement de la surface du bain et des blocs carbonés des anodes adjacentes, soit par prélèvement soit en tombant dans le fond de la cuve, créant des zones à déficit de produit de couverture autour de l'anode changée et à la surface des blocs carbonés des anodes adjacentes. De telles zones rendent d'autant plus difficile la maîtrise de la quantité du produit de couverture déversée pour obtenir une couche d'épaisseur contrôlée. Ainsi, les inventeurs ont constaté que lorsque le déplacement du tube est automatisé, certaines zones de la cuve se retrouvent en déficit de produit de couverture, et d'autres en excès.
Par conséquent, l'intervention d'un opérateur sur la cuve est toujours nécessaire, afin de rectifier manuellement, à l'aide d'outils, les défauts de répartition du produit de couverture dans la cuve.
Il existe donc un besoin pour augmenter l'automatisation des opérations de manutention des cuves d'électrolyse, et notamment l'opération de recouvrement par le produit de couverture.
A cet effet, un premier objet de l'invention est de proposer un procédé de manutention des cuves mis en œuvre de manière automatique et de manière fiable.
Un deuxième objet de l'invention est de proposer un procédé de manutention des cuves permettant un recouvrement des blocs carbonés efficace.
Un troisième objet de l'invention est de permettre de recouvrir de manière fiable et contrôlée le bain électrolytique.
Un quatrième objet de l'invention est de préserver les opérateurs des gaz et fumées pouvant s'échapper des cuves.
Un cinquième objet de l'invention est de réduire les coûts des opérations sur cuves.
Un sixième objet de l'invention est de permettre l'acquisition et l'enregistrement de données concernant le fonctionnement de la cuve à des fins notamment d'analyse et d'amélioration du procédé.
Ainsi, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de mise en place d'une couverture d'au moins une anode dans une cellule d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, au moyen d'une machine de service mobile par rapport à la cellule. La cellule comprend un bain électrolytique fondu dans lequel un bloc anodique de l'anode est en partie immergé, de sorte qu'une surface supérieure du bloc anodique émerge hors du bain. La machine de service comprend quant à elle au moins un dispositif de distribution d'un produit de couverture du bloc anodique Le procédé comprend alors au moins les étapes suivantes :
/l/ dépôt en couche d'une quantité contrôlée du produit de couverture par le dispositif de distribution sur au moins une zone à recouvrir de la surface supérieure du bloc anodique ;
/2/ mesure de l'épaisseur de la couche de produit de couverture déposée dans ladite zone à recouvrir par au moins un capteur d'épaisseur embarqué sur la machine de service ;
13/ comparaison entre l'épaisseur mesurée par le capteur et une épaisseur de référence, l'épaisseur de référence étant prédéterminée pour permettre au produit de couverture de recouvrir la surface supérieure du bloc anodique sur une hauteur donnée dans au moins ladite zone à recouvrir ;
/4/ calcul d'une quantité correctrice de produit de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone à recouvrir ;
/5/ rectification de l'épaisseur de la couche du produit de couverture dans ladite zone à recouvrir à l'aide de la quantité correctrice.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de maillage d'au moins une partie de la portion supérieure du bloc carboné définissant une pluralité de zones à recouvrir par le produit de couverture. Dès lors, au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, III de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification peuvent être réalisées directement successivement l'une à la suite de l'autre pour une zone à recouvrir avant de passer à une zone à recouvrir suivante. En variante, au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, /2/ de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification peuvent être réalisées ensemble en séquence, chaque étape étant appliquée pour plusieurs des zones à recouvrir avant de passer à l'étape suivante.
Selon un mode de réalisation, le capteur d'épaisseur peut comprendre une caméra tridimensionnelle, permettant de prendre en une image des mesures sur une zone, et/ou un laser bidimensionnel. Selon un mode de réalisation, l'étape /5/ de rectification comprend l'ajout de la quantité correctrice de produit de couverture dans la zone à recouvrir par le dispositif de distribution.
Lorsqu'un maillage est réalisé, et que l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une première zone à recouvrir est supérieure à une épaisseur seuil, la quantité correctrice déterminée à l'étape /3/ est alors positive. Lorsque l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une deuxième zone à recouvrir est inférieure à l'épaisseur de référence, la quantité correctrice déterminée à l'étape /4/ est alors négative. L'étape /5/ de rectification peut alors comprendre la répartition par un dispositif de raclage d'une quantité contrôlée du produit de couverture depuis la première zone à recouvrir vers la deuxième zone à recouvrir.
De préférence, mais non nécessairement dans l'étape /l/ de dépôt, la quantité contrôlée du produit de couverture peut correspondre à une épaisseur de couche inférieure ou égale à l'épaisseur de référence, c'est-à-dire qu'on prévoit dès la première étape un déficit de quantité de produit de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence.
Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif de distribution qui comporte un enregistrement des déplacements d'un dispositif de distribution commandé par un opérateur. En d'autres termes, une étape d'apprentissage à partir d'un opérateur pour le dispositif de distribution est réalisée.
Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif de distribution qui comporte une correction de la quantité contrôlée de produit de couverture dans l'étape /l/ de dépôt par la prise en compte de la quantité de produit de couverture supplémentaire à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone à recouvrir calculée dans une étape /4/ de calcul mise en œuvre pour un bloc anodique précédent. En d'autres termes, le procédé comprend une étape d'apprentissage à partir du passé : pour deux blocs anodiques à caractéristiques similaires (dimensions et position dans la cuve notamment), la quantité de produit de couverture à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence est sensiblement identique.
Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre en outre une étape de collecte et d'enregistrement des données prises par le capteur d'épaisseur. Ces données peuvent ensuite être utilisées afin de surveiller le fonctionnement global d'une usine de production d'aluminium.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose une machine de service d'une cellule d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, la machine étant apte à mettre en œuvre le procédé tel que présenté ci-dessus. La machine comprend alors au moins un dispositif de distribution d'un produit de couverture et au moins un capteur d'épaisseur du produit de couverture.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un produit programme d'ordinateur pour la mise en œuvre du procédé tel que présenté ci-dessus, comprenant un système de contrôle de la machine de service recevant les mesures du capteur d'épaisseur, le système de contrôle comprenant un module de calcul comparant l'épaisseur mesurée par le capteur et une épaisseur de référence et calculant la quantité correctrice de produit de couverture à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence.
D'autres effets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation accompagnée des figures dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'une salle d'électrolyse ; la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'une cellule d'électrolyse ;
- la figure 3 est une vue de détail de la figure 2 ;
la figure 4 est une représentation schématique de deux blocs anodiques précuits montées sur un même hexapode, vues de dessus.
La figure 1 représente une salle 1 d'électrolyse telle que celles que l'on trouve communément dans les usines de production d'aluminium par électrolyse. Des cellules 2 d'électrolyses sont alignées dans la salle d'électrolyse. Afin d'intervenir sur les cellules 2, la salle 1 d'électrolyse est équipée d'un pont 3 mobile se déplaçant au-dessus des cellules 2 et sur lequel une machine de service en électrolyse, ou MSE, 4 peut se déplacer. La MSE 4 embarque des outils servant à effectuer des opérations sur les cellules 2, telles que le changement d'anodes usées par des anodes neuves, le nettoyage de la cellule 2, l'approvisionnement en alumine, ou encore la manutention d'équipements de la cellule 2.
Les cellules 2 sont disposées en rangées dans la salle 1 d'électrolyse, et sont connectées électriquement en série les unes aux autres. Un couloir 5 est aménagé dans la salle 1 le long des rangées de cellules 2, pour permettre par exemple la circulation d'un opérateur ou d'un engin mobile.
La figure 2 illustre une cellule 2 d'électrolyse vue en coupe. La cellule 2 comprend une cuve 6, une structure de support appelée « superstructure » 7 et une pluralité d'anodes 8, 8'. Chaque anode respectivement 8, 8', comprend au moins un bloc, respectivement 9, 9', en matériau carboné précuit, appelé « bloc anodique », qui est fixé sur une tige respectivement 10, 10' métallique, s'étendant sensiblement verticalement.
Dans ce qui suit, les adjectifs « horizontal » et « vertical » et leurs variantes font référence aux directions correspondant à l'orientation naturelle des figures, sur lesquelles les tiges 10, 10' sont sensiblement verticales.
Comme cela sera vu plus loin, chaque anode 8, 8' comprend en pratique deux blocs 9, 9' anodiques chacune, montés sur une même tige 10, 10' métallique. Les blocs 9, 9' anodiques ont typiquement une forme parallélépipédique. Chaque tige 10, 10' est maintenue en appui contre un cadre 11, 11' anodique de la superstructure 7 à l'aide d'un connecteur 12, 12' amovible.
Plus précisément, chaque bloc 9, 9' anodique est fixé à la tige 10, 10' correspondante par l'intermédiaire d'un élément 13, 13' de fixation, appelé « multipode ». Chaque élément 13, 13' de fixation comprend des pieds, ancrés dans les blocs 9, 9' anodiques, notamment à l'aide de fonte. Sur l'exemple illustré sur les figures, chaque élément 13, 13' de fixation comprend six pieds, auquel cas ils sont appelés « hexapodes », et permettent la fixation de deux blocs anodiques sur une tige. La cuve 6 est typiquement formée d'un caisson 18 en acier, un revêtement 14, 15 intérieur, généralement formé de blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique 16, 17 qui comprend des blocs 16 en matériau carboné, appelés « blocs cathodiques », et des barres 17 de raccordement métallique, auxquelles des conducteurs électriques, non représentés, sont fixés pour acheminer le courant d'électrolyse. Plus précisément, pour une cuve, les barres 17 de raccordement sont fixées d'un côté aux barres de raccordement d'une cuve adjacente et d'autre part aux cadres anodiques d'une autre cuve adjacente.
La cellule 2 d'électrolyse est généralement fermée par des capots 19, 19' amovibles, permettant de confiner les gaz et fumées dans la cellule 2. Un système d'évacuation et de traitement de ces gaz et fumées est généralement mis en place. Les capots 19, 19' sont amovibles, afin de donner accès à l'intérieur de la cellule, notamment aux outils de la MSE 4, par deux côtés lorsque des interventions doivent être faites.
La cellule 2 est emplie d'un bain 20 électrolytique, comprenant un mélange d'alumine et de cryolite fondue. Les blocs 9, 9' anodiques sont en partie plongés dans le bain 20 électrolytique, de sorte qu'une portion supérieure émerge hors du bain 20. Du courant d'électrolyse est amené aux blocs 9, 9' anodiques par l'intermédiaire des cadres 11, 11' anodiques, et traverse le bain 20 électrolytique jusqu'à l'ensemble 16, 17 cathodique, provoquant l'électrolyse de l'alumine du bain 20 en aluminium. Le métal fondu se dépose et forme une couche 21 au fond de la cuve 6. Un système d'alimentation en alumine permet de maintenir le taux d'alumine du bain 20 dans une plage prédéterminée.
Au cours du procédé d'électrolyse, les blocs 9, 9' anodiques sont progressivement consommés. Sur la figure 2, il est représenté deux blocs anodiques, un premier bloc 9 étant neuf, le deuxième bloc 9' étant consommé.
Une distance déterminée doit être maintenue entre la couche 21 de métal fondu et l'extrémité inférieure du bloc 9, 9' anodique afin de maintenir les réactions d'électrolyse. Par conséquent, les cadres anodiques 11, 11' sont abaissés au fur et à mesure que le bloc 9, 9' anodique correspondant est consommé.
Une fois que le bloc 9' anodique a été consommé, l'anode 8' correspondante est remplacée. A cet effet, plusieurs opérations sont mises en œuvre.
Tout d'abord, le capot 19' donnant accès à l'anode 8' à remplacer est retiré. De manière générale, une croûte s'est formée sur la surface du bain 20 en contact avec l'air. Par conséquent, un outil de découpe est actionné, par exemple depuis la MSE 4, pour découper la croûte autour du ou des blocs 9' anodiques de l'anode 8' à remplacer. Puis, un système de levage saisit la tige 10' de l'anode 8' à remplacer, et le connecteur 12' correspondant est déverrouiller, autorisant le retrait de l'anode 8' hors de la cellule 2.
Une nouvelle anode est ensuite placée dans la cellule, avec un nouveau bloc anodique plongé au moins partiellement dans le bain 20 électrolytique. Comme présenté en introduction, quelques heures, en général 3 heures, après la mise en place de la nouvelle anode dans la cellule 2, une fine croûte solide s'est de nouveau formée autour du bloc anodique, et un produit 22 de couverture est déversé sur la surface du bloc anodique émergeant hors du bain électrolytique.
A cet effet, la MSE 4 est muni d'au moins un dispositif 23 de distribution d'un produit de couverture pour les blocs carbonés. Par exemple, le dispositif
23 de distribution comprend une trémie 24 de stockage du produit de couverture et un tube 25 permettant de déverser le produit depuis la trémie
24 dans la cellule 2. Le dispositif 23 de distribution est en outre muni d'un dispositif d'extraction permettant de contrôler la quantité, par exemple en contrôlant le débit, de produit de couverture déversé par le tube 25. Le dispositif 23 de distribution est contrôlé pour être mobile par rapport à la cellule 2, puisqu'embarqué sur la MSE 4. Par exemple, la MSE 4 est mobile en translation suivant deux axes horizontaux par rapport à la cellule 2, et le dispositif 23 de distribution est mobile en translation suivant un troisième axe vertical et en rotation autour de ce troisième axe par rapport à la cellule 2. La MSE 4 est également équipée d'au moins un capteur 26 d'épaisseur, figuré schématiquement sur la figure 3, permettant de mesurer l'épaisseur de la couche de produit de couverture.
Le capteur 26 d'épaisseur peut être, comme cela sera le cas dans le mode de réalisation décrit dans ce qui suit, une caméra tridimensionnelle, capable de mesurer une épaisseur de la couche du produit de couverture sur une zone d'une surface déterminée sans déplacement. En variante, le capteur 26 d'épaisseur peut être un scanner laser bidimensionnel, balayant une zone d'une surface déterminée, par exemple par déplacement de la MSE 4, pour en déterminer une épaisseur.
Dans ce qui suit, l'épaisseur du produit de couverture est définie comme étant une dimension verticale de la couche du produit de couverture. Elle peut correspondre, pour une zone d'une surface déterminée, à une dimension maximale, une dimension minimale, ou une moyenne de dimensions.
Plus précisément, dans le cas de la caméra tridimensionnelle, le capteur 26 d'épaisseur, de position connue, est initialement pointé sur une zone de référence de l'anode 8. La zone de référence est typiquement localisée sur la tige 10 ou sur l'élément 13 de fixation, et est de préférence une surface sensiblement horizontale. Le capteur 26 enregistre une donnée de position pour une pluralité de points Rf dans la zone de référence, typiquement une distance Dréf entre ces points Rf et le capteur 26. Sur la figure 3, à des fins de clarté, on a représenté un seul de ces points Rf. Toutefois, la distance Dréf peut être calculée comme étant une distance moyenne, une distance minimale ou une distance maximale entre les points Rf et le capteur 26. La distance Dréf peut également être calculée à partir de plusieurs zones de référence, afin de limiter l'influence sur la mesure de distance du produit de couverture pouvant se trouver par endroit sur la tige 10 ou sur l'élément 13 de fixation.
La zone de référence est choisie car elle est à une distance verticale connue d'une face Ssup supérieure des blocs 9 anodiques émergeant hors du bain 20 électrolytique. Ainsi, il est possible de déduire une distance Dsup entre la face Ssup supérieure des blocs 9 anodiques et le capteur 26. Puis, le capteur 26 est pointé vers une zone à mesurer, sur la surface du produit 22 de couverture recouvrant les blocs 9 anodiques de l'anode 8. Le capteur 26 enregistre une donnée de position pour une pluralité de points Rp de la zone à mesurer, typiquement la distance Dp entre ces points Rp et le capteur 26. De même que précédemment, sur la figure 3, à des fins de clarté, on a représenté un seul point Rp de la zone à mesurer. Toutefois, la distance Dp peut être calculée comme étant une distance moyenne, une distance minimale ou une distance maximale entre les points Rp et le capteur 26.
Par conséquent, l'épaisseur du produit 22 de couverture au point Rp est donnée par la distance De correspondant à la différence entre Dsup et Dp.
Le capteur 26 peut ainsi déterminer l'épaisseur De pour une pluralité de points Rp sur la surface du produit 22 de couverture.
L'épaisseur de la couche du produit 22 de couverture dans une zone à mesurer peut alors être définie comme étant une moyenne, un maximum ou un minimum, pour la zone à mesurer en question.
En variante, le capteur 26 peut prendre une mesure de la distance par rapport la surface Ssup supérieure du bloc 9 anodique dans la cuve 6 avant que le produit de couverture ne soit déversé dessus. Ainsi, la distance Dsup entre la face Ssup supérieure du bloc 9 anodique et le capteur 26 est directement mesurée, et non plus calculée comme précédemment. Comme précédemment, cette mesure peut correspondre à la mesure entre un point de la surface Ssup supérieure du bloc 9 anodique, un minimum, un maximum ou une moyenne. Une fois que le produit de couverture a été déversé sur la surface Ssup supérieure du bloc 9 anodique, la distance Dp est mesurée comme précédemment, puis la distance De est calculée comme précédemment.
La mesure de la distance Dsup au lieu de sa déduction à partir de la mesure de la distance Dréf augmente la fiabilité de la détermination de l'épaisseur De de la couche de produit 22 de couverture. En effet, Dréf est mesurée sur une surface de la tige 8 ou de l'élément 13 de fixation, ce qui peut impliquer des erreurs de mesures dues par exemple à l'érosion, à la présence de produit de couverture dessus ou encore des écarts de positionnement de la MSE 4. L'étendue de surface Ssup du bloc 9 anodique est plus importante que celle disponible sur la tige 8 ou l'élément 13 de fixation, de sorte que le capteur 26 peut pointer plus facilement sur la surface Ssup. En outre, la mesure de Dsup permet de prendre en compte l'épaisseur de l'éventuel résidu de produit de couverture à la périphérie du bloc 9 anodique neuf. L'épaisseur de produit 22 de couverture réelle recouvrant le bloc 9 anodique est donc évaluée plus précisément. Dès lors, la quantité de produit 22 de couverture à déverser pour atteindre une épaisseur cible peut également être déterminée avec une précision accrue.
L'association du dispositif 23 de distribution et du capteur 26 d'épaisseur sur la MSE 4, laquelle est en liaison avec un système de contrôle, permet d'automatiser et de contrôler avec une précision accrue le déversement du produit de couverture. Le système de contrôle, qui sera décrit ci-après avec les étapes du procédé, peut être embarqué directement sur la MSE 4 et être accessible à distance, ou être embarqué dans tout système informatique à distance de la MSE 4 et en connexion avec la MSE 4.
Il va maintenant être décrit un exemple réalisation du procédé de mise en place d'une couverture d'une anode 8, en l'occurrence une anode 8 neuve, à l'aide du produit de couverture.
Il est préalablement réalisé un maillage à la surface du bain 20 électrolytique, et plus précisément sur la surface Ssup des blocs 9 anodiques de l'anode 8, afin de définir une pluralité de zones An à recouvrir. Sur la figure 4, il est représenté une vue de dessus des deux blocs 9 anodiques, montés sur une même tige 10 à l'aide du même hexapode 13. Il est alors défini à titre d'exemple quatorze zones, notées Ai, Ai4. Chaque zone Ai, Ai4 englobe au moins une portion de la surface Ssup supérieure d'au moins un des blocs 9 anodiques. De préférence aussi, les zones An à recouvrir englobent l'espace E entre deux anodes adjacentes de la cellule 2, et peut également englober la surface Ssup supérieure d'un bloc 9 anodique d'une anode adjacente. Il pourrait toutefois se faire que certaines zones englobent uniquement l'espace E entre deux anodes adjacentes. A cet effet, le système de contrôle est muni d'un module de maillage, définissant les zones An à recouvrir par exemple à partir de calculs, à partir d'un maillage défini par un opérateur et enregistré dans le système de contrôle ou encore à partir d'un maillage défini sur plan par un opérateur et configuré dans le système de contrôle.
Dans une première étape, une couche du produit de couverture en quantité contrôlée est déposée par le dispositif 23 de distribution sur au moins une des zones An à recouvrir. Selon un mode de réalisation, la quantité de produit de couverture est contrôlée pour être inférieure à une quantité correspondant à une épaisseur déterminée du produit de couverture pour la zone concernée. En d'autres termes, dans cette première étape de dépôt du produit de couverture, le produit de couverture est déposé en déficit. Toutefois, comme vu en introduction, l'écoulement du produit de couverture est difficilement maîtrisable, si bien qu'il est difficile de s'assurer que l'épaisseur de la couche déposée est effectivement inférieure à l'épaisseur déterminée. Or, tout surplus de produit de couverture constitue une perte économique, notamment : la trémie 24 doit être remplie plus souvent, induisant des allers-retours supplémentaires augmentant le temps d'intervention sur les cellules 2 ; le surplus de produit de couverture implique plus de déchets dans le bain 20 d'électrolyse qu'il faut ensuite traiter ; le procédé d'électrolyse en tant que tel peut être impacté du fait de la modification de la composition du bain électrolytique.
La quantité de produit de couverture est contrôlée par exemple en montant la trémie sur des pesons, et en contrôlant le débit de produit de couverture s'écoulant par le tube 25 à l'aide du dispositif d'extraction .
La quantité contrôlée peut être établie comme étant une quantité globale pour l'ensemble de la surface à couvrir, puis être réparties entre les zones An à recouvrir selon une table de correspondance, établie empiriquement ou par le calcul.
Dans une deuxième étape, le capteur 26 est ensuite mis en œuvre dans la au moins une zone An à recouvrir, afin de mesurer l'épaisseur, comme vu précédemment, de la couche de produit de couverture déposé.
Comme cela est illustré sur la figure 4, le maillage en zone An ne concerne pas nécessairement l'ensemble de la surface Ssup supérieure des blocs 9 anodiques. Toutefois, en pratique, la couche de produit de couverture recouvre l'ensemble de la surface Ssup supérieure des blocs 9 anodiques, et les zones An à recouvrir constituent des zones de contrôle.
Dans une troisième étape, l'épaisseur mesurée par le capteur 26 est ensuite comparée avec une épaisseur de référence. L'épaisseur de référence est prédéterminée pour permettre au produit 22 de couverture de recouvrir la surface Ssup des blocs 9 anodiques sur une hauteur donnée. L'épaisseur de référence est généralement la même pour toutes les zones An à recouvrir, mais non nécessairement. L'épaisseur de référence peut être une valeur donnée, ou une plage de valeurs données.
Plus précisément, les mesures par le capteur 26 sont transmises au système de contrôle, qui enregistre les mesures. La ou les épaisseurs de référence ont été préalablement enregistrées dans le système de contrôle. Le système de contrôle comprend alors un module de calcul permettant, pour la zone An concernée, de comparer l'épaisseur mesurée avec l'épaisseur de référence correspondante.
Dans une quatrième étape, le module de calcul déduit, à partir de la différence, une quantité correctrice de produit de couverture à déposer de nouveau dans la zone An à recouvrir concernée.
Dans une cinquième étape, une étape de rectification de la couche du produit de couverture est mise en œuvre dans la zone An concernée en fonction de la quantité correctrice déterminée. Comme cela sera explicité plus loin, la quantité correctrice calculée à la quatrième étape peut être nulle. Dans ce cas, la cinquième étape de rectification peut ne pas avoir lieu .
Par exemple, lorsque la différence entre l'épaisseur mesurée par le capteur 26 et l'épaisseur de référence indique un déficit de produit de couverture, le module de calcul détermine la quantité correctrice, positive, de produit de couverture correspondant au déficit. Le dispositif 23 de distribution est alors actionné par le système de contrôle pour déposer la quantité correctrice de produit de couverture sur la surface Ssup des blocs 9 anodiques, dans la zone An concernée. Par exemple, la quantité correctrice est traduite en débit et/ou en temps, et le dispositif 23 de distribution est actionné en conséquence pour déverser le produit de couverture. Lorsque la différence entre l'épaisseur mesurée par le capteur 26 et l'épaisseur de référence indique un surplus de produit de couverture, au-delà d'une valeur seuil, le module de calcul détermine la quantité correctrice, négative, de produit de couverture correspondant au surplus. Dans ce cas, un dispositif de retrait de la quantité en surplus dans la zone An concernée peut être mis en œuvre. Par exemple, considérons deux zones A, et Aj à recouvrir, qui peuvent être adjacentes mais non nécessairement. Pour une première zone A,, la quantité correctrice est positive : le produit de couverture est en surplus. Pour l'autre zone AJf la quantité correctrice est négative : le produit de couverture est en déficit. Dans ce cas, la cinquième étape de rectification peut comprendre la répartition, à l'aide d'un dispositif de raclage, du produit de couverture depuis la première zone A, en surplus de produit de couverture vers l'autre zone Aj en déficit de couverture. Une nouvelle étape de mesure par le capteur 26 de l'épaisseur dans les deux zones A, et Aj peut être ensuite mise en œuvre afin de vérifier la conformité, dans chaque zone, de l'épaisseur de la couche de produit de couverture avec l'épaisseur de référence correspondante. Si besoin, une nouvelle étape de rectification peut être mise en œuvre dans chaque zone A,, Aj.
Les étapes du procédé peuvent être réalisées, dans leur ensemble ou en partie, successivement l'une à la suite de l'autre pour chaque zone An à recouvrir. Par exemple, les quatre étapes présentées ci-dessus sont appliquées à la zone Ai de la figure 4, avant d'être appliquées à la zone A2, et ainsi de suite.
Les étapes du procédé peuvent également être réalisées, dans leur ensemble ou en partie, en séquence pour plusieurs zones An à recouvrir. Par exemple, la première étape est appliquée à l'ensemble des quatorze zones Ai, Ai4 à recouvrir avant d'appliquer la deuxième étape à l'ensemble des quatorze zones Ai, Ai4 à recouvrir, et ainsi de suite jusqu'à la cinquième étape.
En variante, seules la première, deuxième et troisième étape sont mises en œuvre dans la première zone Ai avant de passer à la zone A2, dans laquelle seules ces trois étapes sont également mise en œuvre, et ainsi de suite jusqu'à la zone Ai4. Puis, la quatrième et la cinquième étapes sont appliquées à leur tour, soit successivement zone par zone, soit l'une après l'autre pour l'ensemble des zones An à recouvrir.
Après la cinquième étape de rectification, le procédé peut être répété à partir de la deuxième étape de mesure afin de s'assurer que l'épaisseur de référence est atteinte. Il peut alors être normalement attendu que lors de la répétition du procédé, la quantité correctrice calculée à la quatrième étape soit nulle.
D'autres variantes sont également envisageables de manière immédiate. En variante encore, les étapes du procédé peuvent être appliquées en temps réel . Notamment, les étapes du procédé peuvent être mises en œuvre sensiblement simultanément. Plus précisément, le capteur 26 peut être mis en œuvre de manière quasi-continue pendant le dépôt de la couche de produit de couverture, pour fournir de manière quasi-continue au système de contrôle des informations concernant l'épaisseur de la couche en cours de dépôt, et permettre la rectification de la quantité de produit de couverture déposée pendant le dépôt. En d'autres termes, une boucle d'asservissement peut être mise en œuvre, dans laquelle la quantité correctrice peut être calculée régulièrement, à une fréquence déterminée, pendant que le produit de couverture est en cours de dépôt, de manière à rectifier au plus vite la quantité de produit de couverture déversée par rapport à la quantité déterminée.
Afin de couvrir avec le produit de couverture au moins une portion donnée de la surface Ssup supérieure des blocs 9 anodiques de l'anode 8 à recouvrir, le dispositif 23 de distribution décrit une trajectoire donnée au- dessus de la surface Ssup supérieure des blocs 9 anodiques. La trajectoire est définie comme étant l'ordre de passage du dispositif 23 de distribution entre les différentes zones An à recouvrir. La trajectoire est associée à un temps de passage c'est-à-dire le temps que le dispositif 23 de distribution passe, pour une zone A, à recouvrir, pour un débit déterminé, correspondant à une quantité déterminée de produit de couverture à déposer. Comme déjà indiqué précédemment, dans la première étape, la quantité déterminée de produit est inférieure à la quantité nécessaire pour atteindre l'épaisseur de référence.
Selon un mode de réalisation, la trajectoire et le temps de passage sont mis au point par simulation, ou par calcul théorique.
Selon un autre mode de réalisation, la mise au point de la trajectoire donnée et le temps de passage pour chaque zone A, à recouvrir du dispositif 23 de distribution est réalisée préalablement à la première étape de dépôt, et comprend l'enregistrement des déplacements et des temps de passage du même dispositif 23 de distribution, ou d'un autre équivalent, commandé par un opérateur. Par exemple, un opérateur commande à distance les déplacements de la MSE 4 et du dispositif 23 de distribution, ainsi que le temps de passage du dispositif 23 de distribution dans chaque zone A, à recouvrir, et le débit de produit de couverture, pour les blocs 9 anodiques d'une première anode 8, dite test. Un système d'enregistrement enregistre les données pour les blocs 9 anodiques de l'anode 8 test. Eventuellement, les étapes suivantes du procédé sont mises en œuvre pour les blocs 9 anodiques de l'anode 8 test. Puis, lorsque le procédé est appliqué aux blocs 9 anodiques d'une autre anode 8 à recouvrir, la trajectoire donnée pour les blocs 9 de cette autre anode 8 et les temps de passage associés sont copiés sur la trajectoire enregistrée pour l'anode 8 test. Eventuellement, la trajectoire et les temps de passage déterminés pour l'anode 8 test peuvent être adaptés à la position de l'autre anode, par exemple en considérant un effet de symétrie miroir de part et d'autre de l'hexapode. Ainsi, la trajectoire du dispositif 23 de distribution est mise au point par apprentissage depuis un opérateur.
Selon encore un autre mode de réalisation, la mise au point de la trajectoire et des temps de passage du dispositif 23 de distribution pour les blocs 9 anodiques d'une anode 8 comprend la prise en compte de l'étape de calcul d'une quantité correctrice appliquée préalablement à une autre anode. Plus précisément, les étapes du procédé, depuis la première étape de dépôt jusqu'à au moins la quatrième étape de calcul d'une qualité correctrice, sont mises en œuvre pour les blocs 9 anodiques d'une première anode 8. En pratique, le procédé dans son entier, jusqu'à la cinquième étape, peut être mis en œuvre pour les blocs 9 de la première anode 8. La quantité correctrice pour les blocs 9 anodiques de la première anode 8 est alors enregistrée, et prise en compte pour la mise au point de la trajectoire pour les blocs 9 anodiques d'une deuxième anode 8, en particulier pour corriger la quantité de produit de couverture déposer dans la première étape. Par exemple, lorsque la quantité correctrice calculée pour les blocs 9 de la première anode 8 est positive, la quantité contrôlée de produit de couverture déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la deuxième anode 8 peut être augmentée par rapport à celle déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la première anode 8. De même, dans la situation inverse dans laquelle la quantité correctrice calculée pour les blocs 9 de la première anode 8 est négative, la quantité contrôlée de produit de couverture déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la deuxième anode 8 peut être diminuée par rapport à celle déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la première anode 8. La trajectoire du dispositif de distribution peut ainsi être corrigée pour chaque bloc 9 anodique. Une telle correction peut être appliquée de proche en proche : à chaque fois que le procédé est appliqué, la quantité correctrice est prise en compte pour l'application suivante du procédé. La trajectoire corrigée peut également être enregistrée en lien avec des conditions données, par exemple des conditions de température ou de type de produit de couverture employée, de sorte que lorsque ces mêmes conditions sont réunies pour d'autres anodes, le procédé est adapté automatiquement.
En pratique, la trajectoire et les temps de passage sont en outre associés à un débit donné contrôlé par le système de contrôle agissant sur le dispositif d'extraction. Par exemple, le temps de passage sur les différentes zones An à recouvrir peut être le même pour chaque zone, c'est-à-dire que la vitesse de déplacement du dispositif 23 de distribution est constante, et le débit être régulé.
Il peut alors arriver que la quantité correctrice calculée dans la quatrième étape soit nulle, indiquant que la quantité contrôlée déposée dans la première étape correspond à la quantité requise pour atteindre l'épaisseur de référence. La cinquième étape de rectification est alors vide. Avantageusement, les données de mesure du capteur 26 d'épaisseur sont collectées et enregistrées afin d'être utilisées par exemple pour analyser la qualité de la couverture par le produit et pour surveiller le fonctionnement d'une cellule 2.
Le procédé ainsi décrit permet d'automatiser et de mécaniser les opérations de mise en place de la couverture des anodes dans les cellules 2 de manière fiable et répétable, en augmentant la sécurité des opérateurs humains se trouvant à proximité des cellules 2 d'électrolyse et en diminuant les problèmes liés à une mauvaise évaluation de la quantité de produit de couverture d'anodes à déposer pour couvrir les bloc carbonés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mise en place d'une couverture d'au moins une anode (8) dans une cellule (2) d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, au moyen d'une machine (4) de service mobile par rapport à la cellule (2), la cellule (2) comprenant un bain (20) électrolytique fondu dans lequel un bloc (9, 9') anodique de l'anode (8) est en partie immergé, de sorte qu'une surface (Ssup) supérieure du bloc (9, 9') anodique émerge hors du bain (20), la machine (4) de service comprenant au moins un dispositif (23) de distribution d'un produit (22) de couverture du bloc (9, 9') anodique, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
/l/ dépôt en couche d'une quantité contrôlée du produit (22) de couverture par le dispositif (23) de distribution sur au moins une zone (An) à recouvrir de la surface (Ssup) supérieure du bloc (9, 9') anodique ;
/2/ mesure de l'épaisseur de la couche de produit (22) de couverture déposée dans ladite zone (An) à recouvrir par au moins un capteur (26) d'épaisseur embarqué sur la machine (4) de service ;
/3/ comparaison entre l'épaisseur mesurée par le capteur (26) et une épaisseur de référence, l'épaisseur de référence étant prédéterminée pour permettre au produit (22) de couverture de recouvrir la surface (Ssup) supérieure du bloc (9, 9') anodique sur une hauteur donnée dans au moins ladite zone (An) à recouvrir ;
/4/ calcul d'une quantité correctrice de produit (22) de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone (An) à recouvrir ;
15/ rectification de l'épaisseur de la couche du produit (22) de couverture dans ladite zone (An) à recouvrir à l'aide de la quantité correctrice.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de maillage d'au moins une partie de la portion supérieure du bloc carboné définissant une pluralité de zones (An) à recouvrir par le produit de couverture.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, /2/ de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification sont réalisées directement successivement l'une à la suite de l'autre pour une zone (An) à recouvrir avant de passer à une zone (An) à recouvrir suivante.
4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, /2/ de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification sont réalisées ensemble en séquence, chaque étape étant appliquée pour plusieurs des zones (An) à recouvrir avant de passer à l'étape suivante.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur (26) d'épaisseur comprend une caméra tridimensionnelle.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur (26) d'épaisseur comprend un laser bidimensionnel.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape /5/ de rectification comprend l'ajout de la quantité correctrice de produit de couverture dans la zone (An) à recouvrir par le dispositif (23) de distribution.
8. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une première zone (Ai) à recouvrir est supérieure à une épaisseur seuil, la quantité correctrice déterminée à l'étape /3/ étant positive, et l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une deuxième zone (Aj) à recouvrir est inférieure à l'épaisseur de référence, la quantité correctrice déterminée à l'étape /4/ étant négative, et dans lequel l'étape /5/ de rectification comprend la répartition par un dispositif de raclage d'une quantité contrôlée du produit de couverture depuis la première zone (A,) à recouvrir vers la deuxième zone (Aj) à recouvrir.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, dans l'étape /l/ de dépôt, la quantité contrôlée du produit (22) de couverture correspond à une épaisseur de couche inférieure ou égale à l'épaisseur de référence.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif (23) de distribution qui comporte un enregistrement des déplacements d'un dispositif de distribution commandé par un opérateur.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif (23) de distribution qui comporte une correction de la quantité contrôlée de produit (22) de couverture dans l'étape /l/ de dépôt par la prise en compte de la quantité de produit (22) de couverture supplémentaire à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone (An) à recouvrir calculée dans une étape /4/ de calcul mise en œuvre pour un bloc (9, 9') anodique précédent.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de collecte et d'enregistrement des données prises par le capteur (26) d'épaisseur.
13. Machine (4) de service d'une cellule (2) d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, la machine (4) étant apte à mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la machine comprenant au moins un dispositif (23) de distribution d'un produit (22) de couverture et au moins un capteur (26) d'épaisseur du produit (22) de couverture.
14. Produit programme d'ordinateur pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant un système de contrôle de la machine (4) de service recevant les mesures du capteur (26) d'épaisseur, le système de contrôle comprenant un module de calcul comparant l'épaisseur mesurée par le capteur (26) et une épaisseur de référence et calculant la quantité correctrice de produit (22) de couverture à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence.
PCT/FR2018/050865 2017-04-10 2018-04-06 Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé WO2018189463A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880032322.0A CN110637106B (zh) 2017-04-10 2018-04-06 在电解槽中安装阳极外盖的方法,能够实现该方法的工作机以及用于该方法的实施的计算机程序产品
CA3058228A CA3058228A1 (fr) 2017-04-10 2018-04-06 Procede de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'electrolyse, machine de service apte a mettre en oeuvre un tel procede et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procede
AU2018251178A AU2018251178B2 (en) 2017-04-10 2018-04-06 Process for installing an anode cover in an electrolytic cell, service machine capable of implementing such a process and computer program product for the implementation of such a process
EP18718623.4A EP3610054B1 (fr) 2017-04-10 2018-04-06 Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1753121A FR3065014B1 (fr) 2017-04-10 2017-04-10 Procede de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'electrolyse, machine de service apte a mettre en oeuvre un tel procede et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procede
FR1753121 2017-04-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018189463A1 true WO2018189463A1 (fr) 2018-10-18

Family

ID=58779228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/050865 WO2018189463A1 (fr) 2017-04-10 2018-04-06 Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3610054B1 (fr)
CN (1) CN110637106B (fr)
AU (1) AU2018251178B2 (fr)
CA (1) CA3058228A1 (fr)
FR (1) FR3065014B1 (fr)
WO (1) WO2018189463A1 (fr)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527229A1 (fr) 1982-05-18 1983-11-25 Aluminium Grece Procede de calorifugeage des anodes precuites dans les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium
FR2806742A1 (fr) 2000-03-24 2001-09-28 Pechiney Aluminium Implantation d'installations d'une usine d'electrolyse pour la production d'aluminium
US20040211663A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Gagne Jean Pierre Process and apparatus for positioning replacement anodes in electrolytic cells
FR2900938A1 (fr) * 2006-05-15 2007-11-16 Ecl Soc Par Actions Simplifiee Procede de fabrication d'anodes pour la production d'aluminium par electrolyse ignee, lesdites anodes et leur utilisation
WO2009055645A1 (fr) 2007-10-25 2009-04-30 Alcoa Inc. Procédés, systèmes et appareil destinés à déterminer la composition des substances de base de cellules métalliques d'électrolyse
US20120197542A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Alcoa Inc. Systems and methods for determining alumina properties
WO2016016516A1 (fr) * 2014-08-01 2016-02-04 Fives Ecl. Véhicule pour l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium, installation et procédé

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2614320B1 (fr) * 1987-04-21 1989-06-30 Pechiney Aluminium Procede et dispositif de controle des additions d'electrolyse solide dans les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium.
CN101580948A (zh) * 2009-06-24 2009-11-18 中国铝业股份有限公司 一种预焙铝电解槽的装炉方法
CN205529069U (zh) * 2016-04-12 2016-08-31 贵阳铝镁设计研究院有限公司 确定阳极覆盖料添加厚度的工具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527229A1 (fr) 1982-05-18 1983-11-25 Aluminium Grece Procede de calorifugeage des anodes precuites dans les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium
FR2806742A1 (fr) 2000-03-24 2001-09-28 Pechiney Aluminium Implantation d'installations d'une usine d'electrolyse pour la production d'aluminium
US20040211663A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Gagne Jean Pierre Process and apparatus for positioning replacement anodes in electrolytic cells
FR2900938A1 (fr) * 2006-05-15 2007-11-16 Ecl Soc Par Actions Simplifiee Procede de fabrication d'anodes pour la production d'aluminium par electrolyse ignee, lesdites anodes et leur utilisation
WO2007132081A2 (fr) 2006-05-15 2007-11-22 E.C.L. Procede de fabrication d'anodes pour la production d'aluminium par electrolyse ignee, lesdites anodes et leur utilisation
WO2009055645A1 (fr) 2007-10-25 2009-04-30 Alcoa Inc. Procédés, systèmes et appareil destinés à déterminer la composition des substances de base de cellules métalliques d'électrolyse
US20120197542A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Alcoa Inc. Systems and methods for determining alumina properties
WO2016016516A1 (fr) * 2014-08-01 2016-02-04 Fives Ecl. Véhicule pour l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium, installation et procédé

Also Published As

Publication number Publication date
EP3610054A1 (fr) 2020-02-19
EP3610054B1 (fr) 2022-01-05
FR3065014B1 (fr) 2019-06-28
CA3058228A1 (fr) 2018-10-18
CN110637106A (zh) 2019-12-31
AU2018251178B2 (en) 2023-11-16
CN110637106B (zh) 2022-04-05
FR3065014A1 (fr) 2018-10-12
AU2018251178A1 (en) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2583471C (fr) Procede de changement d'anode dans une cellule de production d'aluminium par electrolyse incluant un ajustement de la position de l'anode et machine de service pour le mettre en oeuvre
EP0288397B1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle des additions d'électrolyte solide dans les cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium
EP2027308A2 (fr) Procede de mesure a la volee de la hauteur d'une anode d'electrolyse
US7422675B2 (en) Process for changing anodes in an electrolytic aluminum production cell including adjustment of the position of the anode and device for implementing the process
CA2591495C (fr) Dispositif de manutention des capots d'une cellule de production d'aluminium par electrolyse
FR2727985A1 (fr) Procede et dispositif de mesure de la temperature et du niveau du bain d'electrolyse fondu dans les cuves de production d'aluminium
US20100243460A1 (en) System, method and apparatus for measuring electrolysis cell operating conditions and communicating the same
EP3610054B1 (fr) Procédé de mise en place d'une couverture d'anode dans une cellule d'électrolyse, machine de service apte à mettre en oeuvre un tel procédé et produit programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé
CA2577921C (fr) Procede de changement d'anode dans une cellule de production d'aluminium par electrolyse incluant un ajustement de la position de l'anode et dispositif pour le mettre en oeuvre
FR2953862A1 (fr) Dispositif destine a collecter des debris solides dans une cuve d'electrolyse destinee a la production d'aluminium
EP3642558B1 (fr) Installation de production d'aluminium par électrolyse comprenant un système de caractérisation d'une géométrie d'une charge suspendue et procédé correspondant
AU2015203272A1 (en) System, method and apparatus for measuring electrolysis cell operating conditions and communicating the same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18718623

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3058228

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018251178

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20180406

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018718623

Country of ref document: EP

Effective date: 20191111