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PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE LA TEMPERATURE ET DU NIVEAU DU BAIN
D'ELECTROLYSE FONDU DANS LES CUVES DE PRODUCTION D'ALUMINIUM
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne les mesures de température et du niveau de
l'électrolyte à base de cryolithe fondue, dans les cuves de production
d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans ladite cryolithe
ainsi que l'application à la détermination de l'épaisseur du bain
d'électrolyse fondu dans ces mémes cuves.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
La conduite des cuves d'ëlectrolyse modernes pour la production
d'aluminium selon le procédé Hall-Héroult nécessite une surveillance
permanente de la température et du volume du bain d'électrolyse fondu. La
plus grande partie du bain d'électrolyse est à l'état fondu et constitue
l'électrolyte dans lequel sont immergées les anodes carbonées, le reste
du bain solidifié forme les talus latéraux et la croûte qui recouvrent la
surface libre de l'électrolyte. Cet électrolyte est essentiellement
constitué de cryolithe Na3A1F6 et peut comporter des additifs divers tels
que CaF2, A1F3, LiF, MgF2, etc... ayant pour effet de modifier le point
de fusion, les propriétés électrochimiques ainsi que l'aptitude du bain à
dissoudre l'alumine.
Le volume de l'électrolyte recouvrant la couche d'aluminium liquide au
contact de la cathode en fond de cuve, ou substrat cathodique, doit étre
suffisant pour assurer une dissolution et une rëpartition rapide de
l'alumine qui est introduite à la partie supérieure de la cuve. Il ne
doit toutefois pas dépasser un certain niveau au-delà duquel il
perturberait l'équilibre thermique de la cuve et provoquerait une
corrosion des rondins d'acier auxquels sont fixées les anodes et par
conséquent une pollution par le fer de l'aluminium produit ou métal.
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I1 convient donc de contrôler périodiquement le niveau de l'électrolyte
représentatif de son volume, c'est-à-dire le niveau de l'interface
air/électrolyte. Cette mesure est également utile,en combinaison avec la
mesure du niveau de l'interface électrolyte/métal, pour déterminer par
différence l'épaisseur de l'électrolyte, c'est-à-dire l'épaisseur du bain
d'électrolyse fondu.
De m2me, la connaissance et le suivi de la température de l'électrolyte
sont très importants, d'une part pour bien réguler le fonctionnement de
la cuve en régime de marche permanent correspondant à un équilibre
thermique entre la puissance fournie et la puissance dissipée, d'autre
part pour optimiser le processus d'électrolyse notamment le rendement
Faraday, sachant qu'une simple augmentation de la température du bain
d'une dizaine de degrés celsius peut abaisser de 1 à 2% le rendement
Faraday, alors qu'inversement un abaissement de tempërature de
l'électrolyte d'une dizaine de degrés celsius peut dans la zone de
température considérée (environ 950°C) réduire la solubilité déjà
faible
de l'alumine dans la cryolithe et favoriser "l'effet d'anode",
c'est-â-dire la polarisation d'anode, avec montée brutale de la tension
aux bornes de la cuve et dégagement en quantité importante de produits
fluorés provenant de la décomposition de l'électrolyte.
Ces mesures de température et de niveau de bain sont effectuées
manuellement par un opérateur qui périodiquement ouvre la porte ou des
capots de cuve et plonge dans l'électrolyte une canne pyromëtrique pour
la mesure de température, puis une baguette en acier pour la mesure du
niveau et de l'épaisseur de l'électrolyte. On ne peut en effet avoir
recours à une sonde immergée en continu dans l'électrolyte compte tenu de
sa très grande agressivité. Cette façon de procéder présente à l'évidence
de nombreux inconvénients en particulier du point de vue
- des rejets de gaz fluorés dans l'atmosphère environnante lors des
ouvertures de la porte ou des capots de la cuve,
- des conditions de travail avec l'exposition de l'opérateur à ces rejets
gazeux,
3
- de la fréquence peu élevée (1 mesure par 24 à 48 h) de ces mesures
difficiles à réaliser, qui ne permet pas un contrôle suffisamment suivi
et fiable de la température et du niveau de l'électrolyte par rapport
aux nouvelles exigences de conduite des cuves à haute intensité.
Or l'art antérieur, même récent, n'apporte que des solutions très
incomplètes à ces problèmes en négligeant totalement l'aspect mesure de
température et en préconisant, pour les mesures de niveau ou d'épaisseur
de l'électrolyte, des méthodes dont la précision reste discutable et
impliquant de surcroit de disposer d'un réglage individuel du niveau
l0 d'anode sur les cuves. Ainsi le document EP 0195143 décrit un procédé de
mesure du niveau de l'électrolyte dans une cuve d'électrolyse selon
lequel une des anodes parcourue par un courant donné est progressivement
relevée, on mesure la diminution du courant en fonction de l'augmentation
de la distance interpolaire, donc de la hauteur de relevage et on note la
hauteur pour, laquelle le courant a baissé jusqu'à une fraction
prédéterminée de sa valeur initiale. Après étalonnage on peut déduire le
niveau de l'électrolyte. Pour cela on ajoute à la distance parcourue par
l'anode, la distance interpolaire initiale et un terme de correction
géométrique.
En fait cette méthode suppose une très grande homogénéité de
l'électrolyte, or sa résistivité varie localement et dans le temps avec
sa composition et notamment avec la teneur en alumine dissoute. Par
ailleurs cette méthode nécessite des mouvements importants de l'anode qui
peuvent perturber la marche de la cuve lorsque cette opëration est trop
souvent répétée.
Oe même le document EP 0288397 décrit un procëdê de contrôle des
additions de bain solidifié dans une cuve d'électrolyse consistant à
déterminer périodiquement l'épaisseur de l'électrolyte HB qui est
comparée à une valeur de consigne NC puis ajustée en conséquence. Pour
obtenir HB, il est nécessaire dans une ëtape intermédiaire de mesurer le
niveau du bain par rapport à un repère fixe et cette mesure est réalisée
au moyen d'une sonde associée à un capteur de niveau et équipée d'une
pointerolle reliée électriquement à la cathode de la cuve d'électrolyse.
Au moment de la mise en contact de la pointerolle avec l'interface
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air/électrolyte on enregistre une augmentation importante de la
différence de potentiel pointerolle/cathode. Indépendamment du fait que
ce procédé ne donne aucun détail opératoire pour cette mesure
intermédiaire de niveau (frêquence, précision et fiabilité) compte tenu
notamment de l'effet perturbateur du dépôt de bain solidifié sur la
sonde, il ne traite en aucune manière du problème essentiel de la mesure
de température de l'ëlectrolyte.
En résumé aucun procédé, ni dispositif de l'art antérieur, ne résout de
façon complète et satisfaisante le problème de la mesure précise et
fiable de la température et du niveau de l'ëlectrolyte dans les cuves de
production d'aluminium par ëlectrolyse afin de s'affranchir des
classiques mesures manuelles.
OBJET DE L'INVENTION
Le procédé de l'invention et son dispositif pour le mettre en oeuvre
permettent non seulement de pallier les inconvénients des mesures
manuelles de température et de niveau de l'ëlectrolyte, mais présentent
également de nouveaux avantages résultant de leur automatisation
notamment
- une précision plus grande des mesures de température à t 2°C (au lieu
de t 5°C en méthode manuelle) et de niveau de l'électrolyte t 5 mm (au
lieu de t 10 mm en méthode manuelle) associée à une fiabilité accrue de
la conduite des cuves d'électrolyse du fait de la plus grande frëquence
des mesures, de préférence toutes les 30 minutes à 48 heures au lieu de
toutes les 24 à 48 heures, permettant d'éliminer les mesures anormales
intervenant notamment en régime de marche transitoire de la cuve.
30 - un gain de productivité consêcutivement à la disparition du poste de
mesure manuelle, associé à une amëlioration très sensible des conditions
de travail au voisinage des cuves avec la suppression de l'ouverture de
la porte ou des capots.
Plus précisément l'invention concerne un procédé de mesure de la
température et du niveau du bain d'électrolyse fondu, ou électrolyte,
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dans une cuve de production d'aluminium par électrolyse, selon le
procédé Hall-Héroult, de l'alumine dissoute dans ledit électrolyte au
contact des anodes carbonées et reposant sur la nappe de métal liquide
formée sur le substrat cathodique et dont la surface au contact de l'air
à la partie supérieure de la cuve est recouverte d'une croûte de bain
solidifié, caractérisé en ce que, à l'aide d'un dispositif approprié,
solidaire mais isolé électriquement de la superstructure de la cuve,
muni notamment de moyens de piquage de la croûte de bain solidifiê, ou
piqueur, ainsi que de moyens de mesure de la température et du niveau
d'électrolyte, on réalise périodiquement et de préférence selon une
l0 périodicité de 30 minutes à 48 heures la séquence suivante d'opérations:
a) Perçage de la croûte de bain solidifié et immersion à une profondeur
suffisante par l'orifice ainsi créé, de l'extrémité d'une sonde de
température dans l'électrolyte jusqu'à l'obtention d'une température
au moins égale à 850°C et de préférence à 920°C, puis maintien
de
l'immersion de la sonde pendant une durée prédéterminée inférieure à
la durée de mise en équilibre thermique de la sonde avec
l'électrolyte,
b) Retrait de la sonde et détermination de la température de
l'électrolyte par extrapolation des valeurs de température acquises
par la sonde au-delà de 850°C et de préférence de 920°C, selon
un
programme de calcul préétabli,
c) après dégagement éventuel de l'orifice du passage de sonde
précédemment crëé et enlèvement du dépôt de bain solidifié sur ladite
sonde, mesure du niveau d'électrolyte dans la cuve à partir d'un point
de cote de rëférence, par enregistrement de la variation du potentiel
entre le substrat cathodique et la sonde dont la position est
déterminée par un potentiomètre et dont le potentiel augmente
brusquement lorsque l'extrémité inférieure de la sonde ou pointerolle
entre en contact avec l'électrolyte,
d) remontée de la sonde et calcul du niveau de l'électrolyte par le
capteur après acquisition des signaux potentiel/position de la
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6
pointerolle.
L'invention concerne également le dispositif approprié pour mettre en
oeuvre le procédé à savoir le dispositif de piquage et mesure destiné à
mesurer, après perçage de ~la croûte superficielle de bain solidifié, la
température et le niveau de l'électrolyte dans une cuve ~de production
d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans l'électrolyte, ledit
dispositif, solidaire mais isolé électriquement de la superstructure
comportant des moyens de piquage, ou piqueur, de la croîate, étant
caractérisé en ce qu'il est muni de moyens de mesure de la température et
du niveau de l'électrolyte constitués principalement par une sonde
cylindrique se dëplaçant verticalement selon son grand axe à l'intérieur
des moyens de piquage en effectuant de façon automatique, selon une
séquence opératoire déterminée, le contrôle périodique de cette
température et de ce niveau, et que lesdits moyens de piquage assurent
également l'enlèvement du dépôt de bain solidifié sur la sonde de mesure.
L'invention selon le procédé et son dispositif de mise en oeuvre est
applicable non seulement à la mesure de niveau de l'électrolyte mais
également à la mesure du niveau de métal à l'interface électrolyte/métal
liquide et par voie de conséquence â la détermination automatique de
l'épaisseur de l'électrolyte HB = HT - HM oü HT reprësente la distance du
niveau de l'électrolyte (interface air/électrolyte) par rapport à un
niveau fixe de référence et HM la distance du niveau de mëtal (interface
électrolyte/métal liquide) par rapport à ce même niveau fixe. Dans cette
application l'invention constitue un autre perfectionnement du procédé
selon EP 0288397 déjà analysé dans l'art antérieur de la demande.
Du fait de la faible durée de vie des sondes à thermocouple immergëes en
continu dans l'électrolyte en raison de sa trës grande agressivité, mais
aussi de la nécessité d'augmenter la fréquence des contrôles de
température réal i sés manuel 1 eurent en même temps que 1 a mesure du ni veau
de l'électrolyte, a conduit la demanderesse à étudier et à mettre au
point un procédé automatique de mesure de température et de niveau de
l'électrolyte avec un dispositif approprié pour sa mise en oeuvre après
avoir constaté que la mesure de température à fréquence élevée et avec
une bonne précision est possible par immersion intermittente d'une sonde
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à thermocouple dans l'électrolyte pendant un temps relativement court ne
nécessitant pas l'obtention de l'équilibre thermique de la sonde avec
l'électrolyte dès l'instant que l'on peut extrapoler correctement sa fin
de montée en température.
Pour ce faire la demanderesse a mis en évidence notamment que
1°) La montée en température de la sonde entre 850°C et
1050°C plage
habituelle de travail, obéit à une loi d'évolution dans le temps dont
l'asymptote peut être calculée par extrapolation de la courbe obtenue
sur une courte période de temps.
2°) Seules les N dernières acquisitions de la sonde indiquant une
température supérieure ou égale à 850°C et de préférence supérieure
ou égale à 920°C doivent être prises en compte pour déterminer par
extrapolation la température d'équilibre ou mesure de température de
l'électrolyte.
3°) Le nombre N de ces acquistions de température (N i 10), effectuées
généralement toutes les 0,1 à 60 secondes, est limité et donc défini
par la condition de sortie de l'électrolyte de la sonde au-delà de
850°C et de préfërence de 920°C qui est une vitesse de montée en
température inférieure à un seuil prédéfini de prëférence compris
entre 0,1 et 10°C par seconde.
Cette limite est généralement atteinte moins de quelques secondes à
quelques minutes avant que la sonde n'ait atteint son équilibre
thermique c'est-à-dire la température de l'électrolyte. Ainsi pour
une mesure de température la durée totale d'immersion de la sonde
dans l'êlectrolyte dont la température est de l'ordre de 950°C, est
comprise entre 30 secondes et 30 minutes sans que sa tempërature ne
dépasse généralement 940°C.
Ces mesures de température de l'électrolyte par extrapolation de la
température d'équilibre de la sonde ont pu étre validées par des
mesures simultanées de température réalisées avec des sondes à
thermocouple de même type, immergées en continu dans l'électrolyte
~lâ~~~'~
g
jusqu'à leur destruction et à proximité de l'orifice de passage de la
sonde à immersion intermittente. Ainsi il a été possible de
s'affranchir des hétërogénéités locales de composition et de
température de l'électrolyte et de constater que les écarts de
températures mesurées selon les 2 méthodes de contrôle ëtaient
compris dans une fourchette de ~ 2°C, qui est l'ordre de grandeur de
la précision que l'on peut atteindre avec des thermocouples
correctement étalonnés.
A noter dans le cas présent que le procédé selon l'invention n'est
l0 pas lié à une méthode particuliè~~e d'extrapolation de la température
d'équilibre. I1 inclut aussi toute méthode visant à prédéterminer la
température d'équilibre de la sonde â partir d'un temps de maintien
de la sonde en immersion qui soit inférieur au temps réel de mise en
équilibre de la température de la sonde avec celle de l'électrolyte.
Par ailleurs d'autres caractéristiques concernant notamment les
conditions de mise en oeuvre de la sonde sont à prendre en compte
pour obtenir une mesure de température précise et reproductible.
2p - Il s'agit tout d'abord de la profondeur d'immersion de la sonde qui
doit être définie précisément. En effet une erreur importante peut
être commise, due aux pertes thermiques par conduction et par
rayonnement le long de la sonde, car la température du point de
mesure (en bout de sonde) est toujours inférieure à celle de
l'électrolyte en régime permanent. La profondeur d'immersion doit
être au moins d'1 centimètre.
- I1 s' agi t aus si du nettoyage régul i er de 1 a surface externe de 1 a
sonde assuré par le piqueur qui entoure ladite sonde et dont le
30 mouvement de translation vertical provoque le décrochement du dépôt
de bain solidifié. I1 est important en effet que l'extrêmité
inférieure de la sonde périodiquement immergée soit régulièrement
débarrassée du dépôt de bain solidifié sur sa surface externe.
Celui-ci, en augmentant à la fois l'épaisseur et la longueur de la
sonde, peut fausser d'une part les conditions d'êchange thermique
électrolyte/sonde et donc la mesure de température et d'autre part le
9
seuil de détection de la pointerolle lors de son entrée dans
l'électrolyte et par suite la mesure de niveau d'électrolyte.
Enfin la fréquence relativement élevée des mesures de température, de
préférence toutes les 30 minutes à 48 heures, avec possibilitë de
sélection et d'annulation des mesures anormales,, voire méme
simplement douteuses, quand elles ont été réalisêes au cours
d'opérations ponctuelles périodiques qui modifient transitoirement
l'état d'équilibre de la cuve, contribue à augmenter la fiabilité du
procédé de conduite des cuves.
Cette sélection est effectuée par le système de commande et de
régulation de la cuve reliée au calculateur qui autorise, après un
dégagement de l'orifice de passage de sonde et l'enlèvement par
raclage du dëpôt de bain solidifié, la mise en oeuvre de la mesure du
niveau d'électrolyte par immersion de la pointerolle reliée d'une
part à un capteur de déplacement et d'autre part au substrat
cathodique, dont la différence de potentiel par rapport audit
substrat augmente brutalement lorsque la pointerolle entre en contact
avec l'électrolyte.
Le capteur procède à l'acquisition de 2 signaux position/potentiel à
chaque mesure qu'il transforme en niveau d'électrolyte par rapport à
un point de référence exprimé en mm. Ces valeurs de niveau sont
ensuite transmises au système de commande et de régulation de la cuve
pour détermination du niveau moyen de l'électrolyte après élimination
des mesures douteuses ou aberrantes.
MISE EN OEUYRE DE L'INVENTION
L'invention sera mieux comprise par la description détaillée de sa mise
en oeuvre au moyen du dispositif approprié dit de piquage et de mesure en
faisant référence aux figures 1 à 3 concernant respectivement
- une représentation schématique de l'ensemble du dispositif de piquage
et de mesure avec ses principales connexions (figure 1).
21~~~g'~
- une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure du dispositif de
piquage et de mesure, le piqueur étant en position haute et la sonde en
position d'immersion Fig. 2a et le piqueur en position basse et la
sonde relevée Fig. 2 b.
- différentes configurations de montage des vérins de piquage et de
mesure (fig. 3a, 3b, 3c, 3d) qui ne limitent en aucune manière le champ
de l'invention à ces seuls modes de réalisation
Le dispositif de piquage et de mesure 1 est destiné à mesurer après
10 perçage de 1 a croûte 2 de bai n sol i di f i é 1 a température et 1 e ni
veau de
l'électrolyte 3 au contact des anodes carbonées 4 et au-dessus de la
nappe d'aluminium liquide ou métal 5 reposant sur le substrat cathodique
6. I1 est solidaire mais isolé électriquement de la superstructure 7 de
la cuve et comporte des moyens de piquage 8 formés à leur partie
inférieure par un piqueur 9 cylindrique creux actionné par au moins un
vérin 10 animé d'un mouvement de translation verticale pour percer puis
entretenir dans la croûte un orifice de passage permettant de mettre en
oeuvre des moyens 11 de mesure de la température et du niveau
d'électrolyte constituês principalement par une sonde cylindrique 12.
Dans son mouvement de translation vertical le piqueur 9 assure en méme
temps, par raclage, l'enlèvement du dépôt 18 de bain solidifié sur la
surface externe de ladite sonde. A cet égard le jeu entre le piqueur 9 et
la sonde 12, selon fig. 2a et fig. 2b, doit être suffisant (0,5 à 20 mm
au rayon) pour permettre leur déplacement relatif sans frottement mais ne
doit pas être trop grand pour éviter la formation progressive d'un dépôt
trop important de bain solidifié sur la partie inférieure de la sonde 12.
Le mouvement vertical de cette sonde mobile à l'intérieur du piqueur 9
qui s'effectue coaxialement à l'axe du piqueur est assuré par un vérin de
mesure 13. Un potentiomètre 14 permet de déterminer avec précisions la
position de la sonde en hauteur alors que simultanément un voltmètre 15
mesure la différence de potentiel entre la sonde 12 et le substrat
cathodique 6. Un capteur de niveau 16, notamment lorsque l'extrémité
inférieure de la sonde ou pointerolle 20 entre en contact avec
l'électrolyte 3, procède à l'acquisition des 2 signaux à chaque descente
et remontée de la sonde, calcule le niveau de l'interface électrolyte/air
~1~~~~~
20
qui est transmis au système de commande et de régulation 17.
La sonde 12 est constituée d'une gaine cylindrique externe 22, par
exemple en acier inoxydable, de 100 à 600 mm de longueur, de 7 à 100 mm
de diamètre extérieur et dont l'épaisseur de paroi n'excêde pas 40 mm et
est de préférence comprise entre 2 et 10 mm pour diminuér les pertes
thermiques. Dans l'évidement central est placé un thermocouple 21 dans sa
gaine 19. Ce thermocouple est relié électriquement à sa partie supérieure
au système de commande et de régulation 17, qui par extrapolation de la
température de la sonde détermine la température de l'électrolyte.
Plusieurs variantes du dispositif de piquage ont étê étudiées et sont
représentées par les fig. 3a, 3b, 3c et 3d qui ne peuvent être
considérées pour autant comme une limitation de l'invention à ces seules
configurations.
Ainsi dans la configuration selon fig. 3a on a remplacé le vérin de
mesure à tige traversante de déplacement de la sonde 12 par un vérin
simple qui permet de diminuer la hauteur du dispositif de piquage et de
mesure et d'augmenter la puissance du mouvement de la mesure.
Dans la configuration selon fig. 3b on n'utilise qu'un vërin central 10
pour le piquage et un vérin décentré 13 pour la mesure (ou inversement un
vérin central pour la mesure et un vérin décentré pour le piquage).
L'intérét est de diminuer le nombre et donc le coût des vérins et surtout
l'encombrement en hauteur et largeur.
Enfin la configuration selon fig. 3c l'utilisation d'un vérin unique
polyvalent 13, 10 pour déplacer le piqueur et la sonde avec un mécanisme
23 permettant de verrouiller le piqueur permet une réduction du coût des
30 vérins, une réduction de l'encombrement en hauteur et en largeur, en
augmentant la puissance du mouvement de la sonde.
Quant à la configuration simplifiëe selon fig. 3d consistant à remplacer
la fonction piquage destiné à assurer une ouverture dans la croûte de
bain solidifié par une protection fixe 9' permettant de maintenir un trou
dans la croûte, elle simplifie le dispositif de piquage et de mesure avec
12
un seul vérin de mesure 13.
Ces caractéristiques structurelles étant précisées, le dispositif de
piquage et de mesure 1 de la température et du niveau de l'électrolyte 3
est mis en oeuvre à intervalle régulier, généralement toutes les 30
minutes à 48 heures, de la façon suivante pour la conduite des cuves de
production d'aluminium
par l'intermédiaire des vérins 10 le piqueur 9 est actionné en descente
jusqu'au niveau du bain solidifié pour perçage ou dégagement du trou déjà
formé dans la croûte 2 puis au bout de 1 à 5 secondes est relevé
- la sonde 12 en position haute dont l'extrémité inférieure 20 est au
moins à 50 cm du niveau de l'électrolyte, est alors activée en descente
par le vérin 13 jusqu'à la profondeur d'immersion visée, de préférence 8
à 16 cm, de l'extrémité inférieure ou pointerolle 20.
La durée d'immersion de la sonde dans l'électrolyte, dont la température
selon la composition est d'environ 950°C, correspond au temps
d'acquisition par la sonde au moins de la température de 850°C et de
préférence 920°C, majoré du temps nécessaire à l'obtention, à partir de
cette température, d'une vitesse d'échauffement de la sonde très faible,
par exemple de moins de 3°C/seconde.
Lorsque ce seuil est atteint, la sonde est remontée à sa position intiale
et les valeurs successives de température mesurée par le thermocouple 21
sont transmises au système de commande et de régulation 17 qui détermine,
par extrapolation à partir des N différents couples de valeurs (ti, Ti)
température/temps, la température Tb de l'électrolyte.
Pour réaliser la mesure de niveau de l'ëlectrolyte on actionne par
sécurité le piqueur 9 en descente afin d'assurer le nettoyage et le
passage de sonde 12 puis sa remontée qui autorise l'engagement de la
séquence de mesure de niveau de l'électrolyte. Celle-ci comporte
l'acquisition par le capteur de niveau 16 du potentiel de la sonde 12 par
rapport au substrat cathodique 6 ainsi que du signal du potentiomètre 14.
2~~~~~7
13
A la descente de la sonde 12 le potentiel par rapport à la cathode 6
augmente brutalement quand la pointerolle 20 entre en contact avec le
bain 3, puis rechute lorsque cette même pointerolle quitte l'électrolyte
au relevage de la sonde après une durée d'immersion n'excêdant pas de
préférence 20 secondes. Ces variations de potentiel sont enregistrées par
le capteur de niveau qui détermine avec précision l'instant où la sonde
plonge dans l'électrolyte et calcule l'épaisseur de l'électrolyte après
f i 1 trage et 1 i ssage de 1 a courbe d' enregi strement en vue d' él imi ner
1 es
effets parasites pouvant perturber les signaux du potentiomètre et de la
pointerolle. La valeur ainsi calculée est transmise alors au système de
commande et de régulation 17.
AVANTAGES ET APPLICATIONS DE L'INVENTION
Outre le fait qu'il est possible d'effectuer avec une sonde, sans
intervention manuelle et sans risque de pollution, plus de 2000 mesures
de température à t 2°C et cela avec une fiabilité accrue de la conduite
des cuves en raison de l'augmentation de la fréquence des mesures de
température et de ni veau ai nsi que du choi x du moment pour les réal i ser
en dehors des périodes de régime transitoire des cuves d'électrolyse, le
procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être aussi adaptés à
la mesure du niveau de l'interface électrolyte/métal. En effet de façon
anal ogue on peut enregi strer par enfoncement de 1 a sonde jusque dans 1 a
nappe de métal une nouvelle variation de potentiel entre le substrat
cathodique et la pointerolle de la sonde lorsque celle-ci traverse
l'interface électrolyte/métal. Cette variation se traduit par une forte
diminution de différence potentiel sonde-métal/cathode par rapport à la
différence potentiel sonde-électrolyte/cathode précédemment enregistrée
en raison de la diminution sensible de rësistance du nouveau milieu.
Ainsi peut-on déterminer rapidement à partir d'une même origine, par 2
séries successives de mesures de niveau de l'électrolyte et de mesures de
niveau de métal, le niveau moyen de l'électrolyte HT et le niveau moyen
du métal HM et en déduire HB = HT - HM l'épaisseur de l'électrolyte dont
on veut réguler avec prëcision le volume par adjonction de bain broyé
solide ou prélèvement de l'électrolyte. Ce mode de détermination de
l'épaisseur de l'électrolyte est évidemment plus rapide que celui
216~6~'~
14
préconisé par EP 0288 397 basé sur la détermination indirecte du niveau
du métal à partir du plan anodique mal défini et de la vitesse d'usure
des anodes. A cet égard l'application du procédé et dispositif de
l'invention à la mesure de l'épaisseur de l'électrolyte en vue de sa
régulation constitue à la fois un complément et un perfectionnement au
procédé selon EP 0288397.
