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DISPOSITIF D'ELECTROLYSE ET ENSEMBLE ANODIQUE DESTINES A LA
PRODUCTION D'ALUMINIUM, CELLULE D'ELECTROLYSE ET INSTALLATION
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine de l'invention
L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention
concerne plus particulièrement un dispositif d'électrolyse associé à une cuve
d'électrolyse
utilisant au moins un ensemble anodique déplacé verticalement en cours
d'électrolyse, et
alimenté électriquement par des conducteurs anodiques.
Etat de la technique
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir
par
électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé
bain
d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall Héroult. Le bain
d'électrolyte est
contenu dans des cuves, dites cuves d'électrolyse , chaque cuve comprenant un
caisson en acier comportant un revêtement intérieur généralement fabriqué à
partir de
matériaux réfractaires et/ou isolants. Une cuve d'électrolyse comprend des
ensembles
cathodiques situés au fond de la cuve, chaque ensemble cathodique comportant
une
cathode en matériau carboné. Des anodes sont partiellement immergées dans le
bain
d'électrolyte. Les anodes sont plus particulièrement de type anodes précuites
avec des
blocs anodiques carbonés précuits, c'est-à-dire cuits avant introduction dans
la cuve
d'électrolyse. Les blocs anodiques sont souvent suspendus à un support
anodique pour
former avec lesdits blocs ce que l'on convient souvent d'appeler l'ensemble
anodique.
L'ensemble anodique est généralement mobile par rapport au caisson et peut se
déplacer
verticalement à l'aide de moyens de déplacement afin de compenser la
consommation
des blocs anodiques en cours d'électrolyse et les variations du niveau
d'aluminium
s'accumulant sur la cathode.
La cuve d'électrolyse peut généralement recevoir plusieurs ensembles anodiques
répartis
le long d'une direction longitudinale de la cuve et de son caisson, le support
anodique
desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction transversale de
la cuve et
de son caisson. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le
bain
d'électrolyte est souvent appelé une cellule d'électrolyse. Une installation
d'électrolyse
peut comprendre une série de plusieurs cuves s'étendant le long de la
direction
transversale de la cuve et de son caisson
Les ensembles anodiques et les ensembles cathodiques d'une cuve d'électrolyse
sont
connectés électriquement par un réseau de conducteurs électriques. Des
conducteurs
cathodiques sont connectés aux ensembles cathodiques pour collecter un courant
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d'électrolyse à la cathode et pour le conduire jusqu'à des sorties cathodiques
traversant le
fond ou les côtés du caisson. Les sorties cathodiques sont, quant à elles,
connectées
électriquement, par l'intermédiaire de conducteurs d'acheminement, à des
conducteurs
anodiques alimentant électriquement les ensembles anodiques de la cuve
suivante. Ces
conducteurs d'acheminement s'étendent généralement selon une direction
sensiblement
horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés
électriquement aux
ensembles anodiques de la cuve suivante. Le courant d'électrolyse est ainsi
acheminé de
la cathode d'une cuve d'électrolyse jusqu'aux blocs anodiques de la cuve
d'électrolyse
suivante, par l'intermédiaire de conducteurs cathodiques, de conducteurs
d'acheminement, de conducteurs anodiques et du support anodique des ensembles
anodiques.
Les ensembles anodiques peuvent être déplacés verticalement à l'aide des
moyens de
déplacement, afin de compenser la consommation des blocs anodiques. Les
ensembles
anodiques peuvent également être déplacés verticalement lors des manoeuvres de
changement d'anode par d'autres moyens, tels que des outils de manutention.
Lors de
ces déplacements verticaux des ensembles anodiques, les blocs anodiques sont
déplacés à travers une ouverture délimitée par le revêtement intérieur du
caisson de la
cuve d'électrolyse. Les déplacements verticaux des ensembles anodiques pendant
les
manoeuvres de changement d'anode peuvent être limités par la présence
d'équipements
de la cellule d'électrolyse agencés au-dessus de cette ouverture.
Par exemple, le brevet français publié sous le numéro 2 694 945 décrit une
superstructure
de cuve comportant une poutre rigide agencée au-dessus de la cuve
d'électrolyse et
s'étendant selon la direction longitudinale du caisson de ladite cuve, la
poutre supportant
un cadre anodique auquel sont connectées d'une part des montées de courant et
d'autre
part des tiges d'anode. La poutre rigide de la superstructure supporte
également des
mécanismes de montée-descente des anodes permettant de déplacer verticalement
le
cadre anodique et les anodes fixées au dit cadre anodique. Un tel agencement
de la
superstructure, du cadre anodique et des montées de courants au-dessus de la
cuve
d'électrolyse a tendance à réduire l'espace disponible au-dessus du caisson de
ladite
cuve, et à limiter le déplacement vertical des anodes pendant les manoeuvres
de
changement d'anode.
Le brevet américain publié sous le numéro 3,575,827 décrit une cellule
d'électrolyse avec
un ensemble anodique comprenant une plaque métallique surmontée par une
passerelle
solidaire de ladite plaque et un bloc anodique suspendu à ladite plaque, ledit
ensemble
anodique étant ajusté en montée ou en descente à l'aide de vérins fixés sur la
face
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extérieure des parois d'un caisson de ladite cellule sur lesquels l'ensemble
anodique
repose.
Dans la cellule d'électrolyse décrite dans le brevet américain cité ci-dessus,
un
conducteur flexible est utilisé pour amener le courant d'électrolyse jusqu'à
un conducteur
solidaire de l'ensemble anodique, ce dernier conducteur étant fixé sur le
dessus de la
plaque métallique à laquelle est suspendu le bloc anodique. Il s'ensuit que,
pendant les
manoeuvres de changement d'anode, le démontage de l'ensemble anodique semble
nécessiter dans un premier temps de déconnecter le conducteur flexible de
l'ensemble
anodique, et dans un deuxième temps de désolidariser l'ensemble anodique des
vérins.
io De la même façon, le montage de l'ensemble anodique semble se faire en
deux étapes,
en solidarisant d'abord l'ensemble anodique aux vérins et en connectant
ensuite le
conducteur flexible à l'ensemble anodique. En outre, pendant les manoeuvres de
changement d'anode, la déconnexion du conducteur flexible peut laisser
l'extrémité de ce
conducteur dans le passage du bloc anodique ou de l'ensemble anodique, ce qui
peut
entrainer des interactions mécaniques avec ledit conducteur et conduire à son
usure ou à
son endommagement. De surcroît, en l'absence d'ensemble anodique dans la
cellule
d'électrolyse, pendant les opérations de maintenance, l'extrémité déconnectée
du
conducteur flexible risque d'entrer en contact avec l'électrolyte à
l'intérieur de la cuve
d'électrolyse, ce qui pourrait conduire à l'endommagement dudit conducteurs ou
à
d'autres problèmes liés au fonctionnement de ladite cuve.
Description de l'invention
La présente invention a pour objet un dispositif d'électrolyse associé à une
cuve
d'électrolyse visant à faciliter les manoeuvres de changement d'anode et à
favoriser
l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la cuve
d'électrolyse.
L'invention vise également à permettre d'effectuer les manoeuvres de
changement
d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve. L'invention vise
également à
limiter l'usure et les dommages des conducteurs anodiques pendant les
manoeuvres de
changement d'anode.
L'invention concerne un dispositif d'électrolyse destiné à la production
d'aluminium
comprenant un caisson comportant un revêtement intérieur délimitant une
ouverture au
travers de laquelle est destiné à être déplacé au moins un bloc anodique,
ledit au moins
un bloc anodique étant suspendu à un support anodique formant avec ledit au
moins un
bloc anodique un ensemble anodique mobile par rapport au caisson, ledit
dispositif
comprenant en outre des moyens de déplacement comportant au moins un récepteur
anodique destiné à coopérer avec ledit support anodique pour déplacer
l'ensemble
anodique selon une direction sensiblement verticale, ledit support anodique
étant destiné
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à être connecté à des conducteurs anodiques pour amener un courant
d'électrolyse
jusqu'au dit au moins un bloc anodique, ledit dispositif d'électrolyse étant
caractérisé en
ce que ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors d'un espace
défini par
le dessus dudit au moins un bloc anodique pendant son déplacement à travers
l'ouverture, ledit au moins un récepteur anodique comportant une surface de
contact
coopérant avec une surface de contact anodique correspondante du support
anodique
pour établir avec ledit support anodique, un contact électrique pour conduire
le courant
d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble
anodique, et un
contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction
sensiblement
verticale.
Selon l'invention, ledit au moins un récepteur anodique est disposé en dehors
d'un
espace défini par le dessus du au moins un bloc anodique pendant son
déplacement à
travers l'ouverture. En d'autres termes, ledit au moins un récepteur anodique
n'est pas
disposé au droit du au moins un bloc anodique pendant son déplacement à
travers
l'ouverture, ou encore ledit au moins un récepteur anodique est disposé en
dehors d'une
projection verticale du chemin de translation du au moins un bloc anodique
pendant son
déplacement à travers l'ouverture.
L'invention permet ainsi de faciliter les manoeuvres de changement d'anode, et
de
favoriser l'accessibilité des outils de manutention et d'intervention dans la
cuve
d'électrolyse. L'invention permet également de limiter l'usure et les dommages
des
conducteurs anodiques pendant les manoeuvres de changement d'anode.
L'invention
permet en outre d'effectuer les manoeuvres de changement d'anode sans arrêter
la
production d'aluminium dans la cuve d'électrolyse.
De préférence, le dispositif d'électrolyse selon l'invention est destiné à
recevoir plusieurs
ensembles anodiques répartis le long d'une direction longitudinale du caisson,
le support
anodique desdits ensembles anodiques s'étendant le long d'une direction
transversale
dudit caisson, ledit dispositif comportant en outre des moyens de compensation
coopérant
avec les moyens de déplacement pour absorber la dilatation dudit support
anodique le
long de la direction transversale et/ou de la direction longitudinale.
En effet, lors du montage de l'ensemble anodique dans le caisson, le support
anodique
dudit ensemble monte en température, ce qui entraine une dilatation dudit
support qui est
particulièrement importante dans la direction transversale. Cette dilatation a
pour effet de
générer des contraintes mécaniques sur le récepteur anodique des moyens de
déplacement, ce qui peut conduire au blocage ou à l'endommagement de ces
moyens de
déplacement. Ces contraintes mécaniques peuvent non seulement déformer le
récepteur
mais aussi l'ensemble anodique et ainsi générer des défauts de planéïté et
donc de
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contact électrique. De façon générale, les moyens de compensation permettent
de tolérer
tout défaut de planéité pour assurer un bon contact électrique en autorisant
une certaine
plage de déformation, ce qui permet de libérer les contraintes mécaniques
liées à la
dilatation thermique ou la torsion éventuelle du support anodique lors de sa
manutention.
5 Par moyens de compensation coopérant avec les moyens de déplacement
on entend
qu'il s'établit entre les moyens de compensation et les moyens de déplacement
au moins
une coopération fonctionnelle, mais pas forcément une coopération physique,
c'est-à-dire
que les moyens de compensation agissent directement ou indirectement sur les
moyens
de déplacement. En d'autres termes, les moyens de compensation peuvent avoir
des
io interactions directement avec, ou être intégrés dans, les moyens de
déplacement,
notamment le récepteur anodique desdits moyens de déplacement.
Alternativement, les
moyens de compensation peuvent ne pas avoir d'interactions directement avec
les
moyens de déplacement, par exemple en étant intégrés dans le support anodique
de
l'ensemble anodique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est
agencée au-
dessus dudit au moins un récepteur anodique pour supporter l'ensemble
anodique. De
cette façon, le contact électrique entre le récepteur anodique et le support
anodique s'en
trouve amélioré.
De préférence, le au moins un récepteur anodique comporte une partie
d'entrainement
guidée en translation selon la direction sensiblement verticale et une partie
conductrice de
l'électricité. De cette façon, il est possible d'optimiser le récepteur
anodique en découplant
la fonction de déplacement, et éventuellement de support, de la fonction
conduction de
l'électricité, au moins sur une grande partie du récepteur anodique. La partie
d'entrainement peut être réalisée en acier. La partie d'entrainement coopère
avec des
moyens moteurs et des moyens de guidage. La partie conductrice peut, quant à
elle, être
réalisée en cuivre. Cette configuration permet notamment de limiter la
résistance
électrique.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique est
aménagée
sur la partie conductrice du dit récepteur anodique. Ainsi, le découplage
entre la fonction
de déplacement et la fonction conduction de l'électricité est réalisé sur une
majeure partie
du récepteur anodique, mais pas sur l'ensemble dudit récepteur anodique. En
effet, c'est
seulement au niveau de la surface de contact du récepteur anodique, que la
partie
conductrice permet à elle seule d'assurer la double fonction de déplacement et
de
conduction de l'électricité.
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Selon un mode de réalisation de la présente invention, la surface de contact
est
sensiblement horizontale, les moyens de compensation étant essentiellement
formés par
ladite surface de contact et la surface de contact anodique du support
anodique
coopérant avec ladite surface de contact, la dilatation du support anodique le
long de la
direction transversale étant absorbée par glissement de ladite surface de
contact
anodique sur ladite surface de contact dans la direction transversale et/ou
dans la
direction longitudinale de ladite surface du support.
Afin d'assurer un bon contact électrique entre le récepteur anodique et
l'ensemble
anodique, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la
surface de
io contact anodique correspondante du support anodique ont généralement des
formes
complémentaires.
De préférence, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la
surface de
contact anodique correspondante du support anodique sont planes et
horizontales.
Alternativement, la surface de contact du au moins un récepteur anodique et la
surface de
contact anodique correspondante du support anodique peuvent avoir des formes
diverses, notamment pour maximiser l'étendue de ces surfaces et favoriser
ainsi la
conductivité électrique entre le récepteur anodique et le support anodique.
Selon un mode de réalisation, la surface de contact du au moins un récepteur
anodique
peut comporter une goulotte ou rainure traversant l'ensemble de ladite surface
de contact
et dont l'axe principal s'étend parallèlement à la direction transversale du
caisson. Ce
mode de réalisation permet de favoriser le glissement de la surface de contact
anodique
du support anodique sur la surface de contact correspondante du récepteur
anodique
dans la direction transversale du caisson. Dans ce cas, la surface de contact
anodique
correspondante présente une partie saillante oblongue destinée à coopérer avec
la
goulotte. De préférence, la goulotte et la partie saillante oblongue
correspondante
présentent un profil transversal ayant la forme d'un arc de cercle, par
exemple un demi-
cercle.
Dans le cas préférentiel d'un support anodique comportant au moins deux
surfaces de
contact anodiques destinées à être supportées sur deux surfaces
correspondantes de
récepteurs anodiques disposés sur chaque bord longitudinal du caisson, les
directions
principales de la goulotte et de la partie saillante oblongue correspondante
peuvent être
orientées selon la direction transversale de caisson pour les surfaces de
contact sur un
bord longitudinal du caisson et orientées selon la direction longitudinale
pour les surfaces
sur l'autre bord longitudinal du caisson.
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De préférence, le glissement de la surface de contact anodique du support
anodique sur
la surface de contact est facilité par l'utilisation d'une graisse conductrice
de l'électricité
appliquée sur l'une desdites surfaces.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, les moyens de
compensation
sont agencés dans ledit au moins un récepteur anodique. Le support anodique
peut alors
être avantageusement fixé sur le récepteur anodique de sorte que la surface de
contact
anodique du support anodique soit en compression contre la surface de contact
du
récepteur anodique, sans risquer une détérioration des moyens de déplacement.
De préférence, les moyens de compensation sont agencés entre une partie
supérieure du
au moins un récepteur anodique portant la surface de contact et la partie
d'entrainement.
Selon une variante, les moyens de compensation comprennent au moins un élément
de
liaison entre la partie supérieure et la partie d'entrainement permettant
d'absorber la
dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale ou de
la direction
longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type bielle.
De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux
récepteurs
anodiques par ensemble anodique, disposés de part et d'autre du caisson par
rapport à la
direction transversale, un premier élément de liaison de l'un des récepteurs
anodiques
permettant d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la
direction
transversale, et un second élément de liaison de l'autre récepteur anodique
permettant
d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction
longitudinale.
Selon une autre variante, les moyens de compensation comprennent au moins un
élément de liaison entre la partie supérieure et la partie d'entrainement
permettant
d'absorber la dilatation dudit support anodique le long de la direction
transversale et de la
direction longitudinale, tel qu'un élément de liaison de type rotule.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la partie
d'entrainement du
récepteur anodique comprend un mat de levage entrainé en translation et une
semelle
connectée au dit mat de levage par l'intermédiaire de l'élément de liaison, la
partie
conductrice comportant au moins un conducteur latéral et une plaque
conductrice
disposée sur ladite semelle connectée électriquement au dit conducteur
latéral.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la partie
d'entrainement
comporte un cerclage entourant la partie conductrice de l'électricité avec un
jeu suffisant
pour permettre à ladite partie conductrice de se déformer à l'intérieur dudit
cerclage et
d'absorber ainsi la dilatation du support anodique le long de la direction
transversale et/ou
de la direction longitudinale.
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De préférence, les moyens de déplacement sont équipés d'au moins deux
récepteurs
anodiques par ensemble anodique, lesdits récepteurs anodiques étant
respectivement
agencés le long de chaque paroi longitudinale du caisson, à l'extérieur dudit
caisson.
De préférence, les au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique
sont
associés à des moyens de motorisations séparés.
De préférence, le dispositif d'électrolyse comprend des moyens de guidage
agencés le
long des parois longitudinales du caisson, à l'extérieur dudit caisson,
lesdits moyens de
guidage étant aménagés dans une structure soudée formant ledit caisson.
De préférence, l'ouverture délimitée par le revêtement intérieur du caisson et
l'ensemble
anodique est recouverte par une couverture amovible.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de
compensation
sont agencés dans le support anodique.
L'invention concerne également un ensemble anodique destiné à être installé
dans un
dispositif d'électrolyse pour la production d'aluminium, ledit ensemble
anodique
comprenant un support anodique et au moins un bloc anodique suspendu au dit
support
anodique, ledit support anodique étant destiné à être connecté à des
conducteurs
anodiques pour amener un courant d'électrolyse jusqu'au dit au moins un bloc
anodique,
ledit au moins un bloc anodique étant destiné à être déplacé selon une
direction
sensiblement verticale au travers d'une ouverture délimitée par un caisson et
son
revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse à l'aide d'au moins un
récepteur
anodique de moyens de déplacement dudit dispositif d'électrolyse coopérant
avec ledit
support anodique, ledit ensemble anodique étant caractérisé en ce que le
support
anodique comporte au moins une surface de contact anodique coopérant avec une
surface de contact correspondante dudit au moins un récepteur anodique pour
établir
avec ledit au moins un récepteur anodique, un contact électrique pour conduire
le courant
d'électrolyse entre ledit au moins un récepteur anodique et l'ensemble
anodique, et un
contact mécanique pour déplacer ledit ensemble anodique selon la direction
sensiblement
verticale, la au moins une surface de contact anodique du support anodique
étant
disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc
anodique.
Selon l'invention, la au moins une surface de contact anodique du support
anodique est
disposée en dehors d'un espace défini par le dessus dudit au moins un bloc
anodique. En
d'autres termes, la au moins une surface de contact anodique n'est pas
disposée au droit
du au moins un bloc anodique.
Comme cela est décrit ci-dessus de manière plus complète, une telle
configuration permet
notamment de recevoir les ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques du
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dispositif d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation
verticale des
blocs anodiques.
De préférence, le support anodique de l'ensemble anodique s'étend le long
d'une
direction principale correspondant à une direction transversale du caisson
lorsque
l'ensemble anodique est reçu dans le dispositif d'électrolyse, et ledit
support anodique
comporte des moyens de compensation pour absorber la dilatation dudit support
anodique le long de ladite direction principale et/ou d'une direction
secondaire dudit
support anodique correspondant à une direction longitudinale dudit caisson
lorsque
l'ensemble anodique est installé dans ledit dispositif d'électrolyse.
De façon générale, les moyens de compensation permettent de corriger tout
défaut de
planéité pour assurer un bon contact électrique et pour palier la dilatation
thermique ou la
torsion éventuelle du support anodique.
De préférence, le support anodique comporte une armature, supportant le au
moins un
bloc anodique, et une partie conductrice de l'électricité, la au moins une
surface de
contact anodique dudit support anodique étant aménagée dans ladite partie
conductrice.
Selon un mode de réalisation, les moyens de compensation du support anodique
comprennent au moins un élément de liaison, tel qu'un élément de liaison de
type bielle
ou un élément de liaison de type coulissant, disposé entre la au moins une
surface de
contact anodique et une partie principale de l'armature, pour absorber toute
dilatation
dudit support anodique le long de la direction principale ou de la direction
secondaire.
De préférence, le support anodique comporte deux surfaces de contact anodique
disposées de chaque côté dudit support anodique par rapport à la direction
principale, un
premier élément de liaison disposé entre l'une des surfaces de contact
anodique et la
partie principale de l'armature permettant d'absorber toute dilatation dudit
support
anodique le long de la direction principale et un second élément de liaison
disposé entre
l'autre surface de contact anodique et la partie principale de l'armature
permettant
d'absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction
secondaire.
De préférence, au moins un élément de liaison permet d'absorber la dilatation
du support
anodique le long de la direction principale et de la direction secondaire, tel
qu'un élément
de liaison de type rotule.
L'invention concerne également une cellule d'électrolyse, ladite cellule étant
caractérisée
en ce qu'elle comprend un dispositif d'électrolyse tel que décrit ci-dessus,
ladite cellule
d'électrolyse comprenant, en outre, une cuve d'électrolyse formée par le
caisson et le
revêtement intérieur dudit dispositif d'électrolyse, un bain d'électrolyte
contenu dans ladite
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cuve et au moins un ensemble anodique comportant au moins un bloc anodique
immergé
partiellement dans ledit bain d'électrolyte.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de modes
de
réalisation préférés de celle-ci qui sont exposés ci-dessous, de manière non
limitative, et
5 qui sont illustrés à l'aide des figures annexées.
La figure 1 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon
l'invention,
selon une section transversale A-A de la figure 2 décrite ci-après.
La figure 2 représente en coupe, l'une des cellules d'électrolyse de la figure
1, selon une
section longitudinale B-B.
10 La figure 3 représente une vue de côté de la même cellule d'électrolyse
de la figure 1, le
long d'un plan défini par une section longitudinale C-C.
La figure 4 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon un
autre mode
de réalisation de l'invention.
La figure 5 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la
figure 4, un
récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison
de
type bielle et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 6 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 5, selon
une section
longitudinale D-D.
La figure 7 représente en coupe, pour l'une des cellules d'électrolyse de la
figure 4, un
récepteur anodique des moyens de déplacement comportant un élément de liaison
de
type rotule et un vérin coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 8 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 7, selon
une section
longitudinale E-E.
La figure 9 représente en coupe, deux cellules d'électrolyse voisines selon
encore un
autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 10 représente en coupe, un récepteur anodique des moyens de
déplacement de
l'ensemble anodique de l'une des cellules d'électrolyse de la figure 9 et un
vérin
coopérant avec ledit récepteur anodique.
La figure 11 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon
une section
longitudinale F-F.
La figure 12 représente en coupe, le récepteur anodique de la figure 10, selon
une section
longitudinale G-G.
La figure 13 représente en coupe, un ensemble anodique selon un mode de
réalisation.
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La figure 14 représente en coupe, le support anodique de la figure 13, selon
une section
longitudinale 1-1.
La figure 15 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens
de
compensation de la figure 13, selon une section longitudinale K-K.
La figure 16 représente en coupe, un ensemble anodique selon un autre mode de
réalisation.
La figure 17 représente en coupe, le support anodique de la figure 16, selon
une section
longitudinale L-L.
La figure 18 représente en coupe, une partie du support anodique et des moyens
de
compensation de la figure 16, selon une section longitudinale N-N.
La figure 1 montre deux cuves d'électrolyse 1 voisines destinées à la
production
d'aluminium par électrolyse, chacune desdites cuves étant associée à un
dispositif
d'électrolyse 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La description ci-dessous est réalisée par rapport à un référentiel cartésien,
représenté
sur la figure 1, qui est lié à chaque cuve d'électrolyse 1, l'axe X étant
orienté dans une
direction transversale des cuves d'électrolyse, l'axe Y étant orienté dans une
direction
longitudinale des cuves d'électrolyse, et l'axe Z étant orienté dans une
direction verticale
des cuves d'électrolyse. Les orientations, directions, plans et déplacements
longitudinaux,
transversaux, verticaux sont ainsi définis par rapport à ce référentiel.
En référence à la figure 1 et au repère cartésien représenté sur cette même
figure, la
cuve d'électrolyse 1 est agencée perpendiculairement par rapport à la longueur
d'une file
de cuves d'électrolyse à laquelle elle appartient. Ainsi, elle s'étend en
longueur selon la
direction longitudinale Y, tandis que la file de cuves d'électrolyse s'étend
en longueur
selon la direction transversale X.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend un caisson 3, qui peut être
métallique, par
exemple en acier, et un revêtement intérieur 5, typiquement en matériaux
réfractaires. Le
caisson 3 est généralement équipé de berceaux de renforts.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend au moins un ensemble cathodique
disposé
au fond du caisson 3, chaque ensemble cathodique comprenant au moins une
cathode 7,
pouvant être formée de plusieurs blocs cathodiques en matériau carboné, ainsi
que des
conducteurs cathodiques 9 destinés à collecter le courant d'électrolyse pour
le conduire
vers des sorties cathodiques 11 traversant le caisson 3.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend également des ensembles anodiques
12
comportant un support anodique 13 et au moins un bloc anodique 15 ou anode
supporté
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par le support anodique 13. Le support anodique 13 comprend une barre de
support 17
qui peut s'étendre de façon sensiblement horizontale entre deux bords
longitudinaux
opposés de la cuve d'électrolyse et des rondins 19. Le bloc anodique 15 est
accroché au
support anodique 13 au moyen des rondins 19 scellés à l'aide de fonte dans des
trous
prévus à cet effet dans le bloc anodique 15. Le bloc anodique 15 peut être en
matériau
carboné. Le bloc anodique 15 est souvent de type précuit. En fonctionnement,
le bloc
anodique 15 est plongé dans un bain électrolytique 21 contenu dans chaque cuve
d'électrolyse 1 pour y être consommé. Les ensembles anodiques 12 sont destinés
à être
enlevés et remplacés périodiquement lorsque les blocs anodiques 15 sont en
grande
partie consommés. Du fait de la consommation des blocs anodiques 15, chacune
des
cuves d'électrolyse 1 comprend des moyens de déplacement 23 pour translater
verticalement vers le bas les ensembles anodiques 12. De cette façon, les
blocs
anodiques 15 sont descendus, au fur et à mesure de leur consommation, au
travers d'une
ouverture 16 délimitée par le caisson 3 et son revêtement intérieur 5.
Les moyens de déplacement 23 comportent, pour chaque cuve d'électrolyse 1, au
moins
deux récepteurs anodiques 25 destinés à coopérer avec le support anodique 13,
17 pour
entrainer l'ensemble anodique 12. Les récepteurs anodiques 25 peuvent être
actionnés
par des vérins 39. Plus précisément, chaque récepteur anodique 25 comporte une
surface de contact 27 coopérant avec une surface de contact anodique 29 du
support
anodique 13, 17 pour établir avec ledit support anodique un contact mécanique
permettant d'entrainer verticalement l'ensemble anodique 12. En l'occurrence,
la surface
de contact 27 des récepteurs anodiques 25 est agencée au-dessus desdits
récepteurs
anodiques, de sorte que l'ensemble anodique est supporté sur ces récepteurs
anodiques.
Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'avoir des moyens de fixation pour
fixer le
support anodique 13, 17 sur les récepteurs anodiques 25. Comme cela est
expliqué dans
ce qui suit, l'absence de moyens de fixation permet de compenser les dilations
transversales ou longitudinales du support anodique 13, 17.
D'un point de vue électrique, les ensembles anodiques et les ensembles
cathodiques de
chaque cuve d'électrolyse sont alimentés électriquement par un réseau de
conducteurs
électriques. Les sorties cathodiques 11 des cuves d'électrolyse 1 sont reliées
à des
conducteurs d'acheminement 31 pour conduire le courant d'électrolyse collecté
par les
conducteurs cathodiques 9 jusqu'à des conducteurs anodiques alimentant
électriquement
les blocs anodiques 15 de la cuve d'électrolyse suivante. Ces conducteurs
d'acheminement 31 s'étendent généralement selon une direction sensiblement
horizontale. Les conducteurs anodiques sont, quant à eux, connectés
électriquement
entre les conducteurs d'acheminements 31 et les ensembles anodiques 12. Les
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conducteurs anodiques sont destinés à conduire le courant d'électrolyse vers
les
ensembles anodiques 12 et comportent des conducteurs électriques flexibles 33
pour
s'adapter, par leur flexibilité, au déplacement en translation verticale des
ensembles
anodiques 12 et permettre ainsi de maintenir la connexion électrique pendant
le
déplacement des ensembles anodiques 12. Les conducteurs électriques flexibles
33
peuvent être formés par une superposition de feuilles souples électriquement
conductrices. Les conducteurs cathodiques 9, les sorties cathodiques 11 et les
conducteurs d'acheminement 31 peuvent être formés par des barres métalliques,
par
exemple en aluminium, en cuivre ou en acier.
io Selon un aspect de l'invention, la surface de contact 27 de chaque
récepteur anodique 25
permet d'établir avec le support anodique 13, 17, non seulement d'un contact
mécanique
pour déplacer verticalement l'ensemble anodique 12, mais également un contact
électrique pour conduire le courant d'électrolyse entre chaque récepteur
anodique et ledit
support anodique.
Pour ce faire, chaque récepteur anodique 25 comporte une partie d'entrainement
35 qui
est guidée en translation verticale et une partie conductrice de
l'électricité. La partie
d'entrainement 35, qui est souvent en acier, est entrainée par les vérins 39
et guidée en
translation verticale par des moyens de guidage 51 qui peuvent être formés
contre le
caisson et par la partie supérieure du caisson et, le cas échéant, par une
partie d'une
superstructure de la cuve. La partie conductrice peut, quant à elle, être
formée par des
conducteurs électriques rigides, non déformables, par exemple, formés par une
barre
métallique, notamment en acier, en cuivre, en aluminium ou en composite
acier/cuivre. La
partie conductrice fait partie des conducteurs anodiques décrits ci-dessus, et
permet ainsi
de conduire le courant d'électrolyse vers un ensemble anodique 12. Plus
précisément, la
partie conductrice est connectée électriquement entre, d'un côté, les
conducteurs
électriques flexibles 33, et de l'autre côté, la surface de contact anodique
29 du support
anodique 13, 17. Sur la figure 1, seulement l'extrémité supérieure de la
partie conductrice
37 a été représentée, c'est-à-dire la partie du récepteur anodique 25 portant
la surface de
contact 27. Le transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13,
17, entre la
surface de contact anodique 29 dudit support et les blocs anodiques 15, se
fait à l'aide de
conducteurs électriques 40, représentés en noir, intégrés dans ledit support
anodique. Le
transport du courant d'électrolyse dans le support anodique 13, 17 se fait
également à
l'aide des rondins 19. Les surfaces de contact 27 des récepteurs anodiques 25
étant
agencées de façon à supporter l'ensemble anodique 12, le poids de cet ensemble
anodique permet ainsi de renforcer le contact électrique entre le récepteur
anodique et le
support anodique. Il s'ensuit que la conduction du courant d'électrolyse est
améliorée.
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Selon un autre aspect de l'invention, les récepteurs anodiques 25 des moyens
de
déplacement 23 sont disposés en dehors d'un espace défini par le dessus des
blocs
anodiques 15 pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, lors
des
déplacements verticaux de l'ensemble anodique 12, que ce soit par
l'intermédiaire des
moyens de déplacement 23 afin de compenser la consommation des bloc anodiques
15,
ou que ce soit à l'aide d'outils de manutention dans les opérations de
changement
d'anode, les récepteurs anodiques 25 ne se trouvent pas sur le chemin de
translation
vertical des blocs anodiques 15. De la même façon, les conducteurs anodiques
sont
également disposés en dehors de l'espace défini par le dessus des blocs
anodiques 15
pendant leur déplacement à travers l'ouverture 16. En effet, l'extrémité des
conducteurs
anodiques, qui sont en contact avec le support anodique 13, 17, est comprise
dans la
partie conductrice 37 des récepteurs anodiques 25, cette dernière étant elle-
même en
dehors de l'espace défini par le dessus des blocs anodiques 15. Il s'ensuit
que les
manoeuvres de changement d'anode s'en trouvent facilitées. Cette configuration
permet
également de ne pas entraver l'accessibilité des outils d'intervention dans la
cuve
d'électrolyse. A l'exception d'une couverture amovible décrite ci-après, aucun
équipement
n'est disposé au-dessus de l'ouverture 16 qui pourrait entraver
l'accessibilité dans chaque
cuve d'électrolyse 1.
Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, des moyens de compensation
coopérant, au moins fonctionnellement, avec les moyens de déplacement sont
souvent
nécessaires pour absorber la dilatation du support anodique 13, 17.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, la surface de contact 27
du
récepteur anodique 25 est plane et horizontale, ce qui permet d'absorber toute
dilatation
du support anodique 13, 17 par glissement de la surface de contact anodique 29
de ce
support anodique sur ladite surface de contact du récepteur anodique. Il
s'ensuit que,
dans ce mode de réalisation, les moyens de compensation sont essentiellement
formés
par la surface de contact 27 du récepteur anodique 25 et la surface de contact
anodique
29 du support anodique 13, 17. Ce glissement de la surface de contact anodique
29 du
support anodique 13, 17 sur la surface de contact 27 peut être facilité par
l'utilisation
d'une graisse conductrice de l'électricité appliquée sur l'une desdites
surfaces.
Chacune des cuves d'électrolyse 1 comprend une enceinte de confinement 41
destinée
au confinement des gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse. Cette
enceinte de
confinement délimite un volume fermé au-dessus de l'ouverture 16 au travers de
laquelle
l'ensemble anodique 12 est déplacé verticalement. On notera que les ensembles
anodiques 12 sont intégralement contenus dans l'enceinte de confinement 41.
Cette
enceinte de confinement est formée, au moins en partie, par le caisson 3 et
par une
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couverture amovible 43. L'enceinte de confinement 41 peut comporter une
superstructure
recevant la couverture amovible 43 et disposée au-dessus du caisson 3. Dans le
mode de
réalisation représenté, la couverture amovible 43 repose sur une partie fixe
45 d'une
superstructure ou d'un prolongement du caisson 3. La couverture amovible 43
permet
5 d'extraire et d'introduire des ensembles anodiques 12, par le dessus,
dans chaque cuve
d'électrolyse 1, à l'aide d'outils de manutention. Elle permet également de
faciliter toute
intervention dans la cuve d'électrolyse 1.
Les récepteurs anodiques 25 des moyens de déplacement 23 sont en partie dans
l'enceinte de confinement 41. Une partie supérieure des récepteurs anodiques
25 portant
io la surface de contact 27 est disposée à l'intérieur de l'enceinte de
confinement 41. Une
partie inférieure de ces mêmes récepteurs anodiques 25, fixée à chaque vérin
39 et
connectée électriquement aux conducteurs flexibles 33, est disposée à
l'extérieur de
l'enceinte de confinement 41. Les conducteurs électriques flexibles 33 et les
vérins 39
sont agencés à l'extérieur de l'enceinte de confinement 41. La partie
supérieure des
15 récepteurs anodiques 25 portant les surfaces de contact 27 s'étend à
l'intérieur de
l'enceinte de confinement 41, de sorte que la connexion électrique avec le
support
anodique 13, 17 est réalisée à l'intérieur de l'enceinte de confinement 41.
Ainsi,
l'ensemble anodique 12 est exempt de toute interaction avec le caisson 3, la
couverture
amovible 43, et le cas échéant la superstructure qui forment l'enceinte de
confinement 41.
De cette façon, l'enceinte de confinement 41 ne risque pas d'être affectée,
soit par le
remplacement de l'ensemble anodique, soit par le déplacement de l'ensemble
anodique
vers le bas au fur et à mesure de la consommation des blocs anodiques 15.
Des joints d'étanchéité dynamiques sont disposés autour des récepteurs
anodiques 25 au
niveau de la traversée de l'enceinte de confinement 41 par le récepteur
anodique afin
d'empêcher que les gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse sortent
de
l'enceinte de confinement 41. Pour améliorer l'étanchéité de l'enceinte de
confinement 41,
plus particulièrement au niveau de la jonction entre la couverture amovible 43
et la partie
fixe 45, il peut être prévu que chaque cuve d'électrolyse 1 comprenne des
joints
d'étanchéité 47 intercalés entre la couverture amovible 43 et la partie fixe
45 sur laquelle
ladite couverture amovible 43 repose.
Les figures 2 et 3 permettent de voir que la couverture amovible 43 peut
comprendre une
pluralité de capots 53 adjacents sensiblement longitudinaux et parallèles
entre eux,
s'étendant selon une direction X sensiblement transversale, entre deux bords
longitudinaux opposés de chaque cuve d'électrolyse 1. Dans le mode de
réalisation
représenté sur les figures 4, 5, 6, 7 et 8, les moyens de compensation sont
agencés dans
les récepteurs anodiques 125, 126 des moyens de déplacement 123 associés à
chaque
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cuve d'électrolyse 101, c'est à dire plus précisément entre la partie
supérieure des
récepteurs anodiques 125, 126 portant les surfaces de contact 127, 128 et la
partie
d'entrainement 135, 136 de ces mêmes récepteurs anodiques guidée en
translation
verticale. Les moyens de compensation comprennent des éléments de liaison 161
agencés dans les récepteurs anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve
d'électrolyse et des éléments de liaison 171 d'un autre type agencés dans les
récepteurs
anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101. Les éléments
de
liaison 161 sont de type bielle, alors que les éléments de liaison 171 sont de
type rotule.
Les éléments de liaison 161, 171 des moyens de compensation sont agencés entre
la
partie supérieure et la partie d'entrainement 135, 136 des récepteurs
anodiques 125, 126.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1, le support
anodique 13, 17
des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 4 est fixé sur les
récepteurs
anodiques 125, 126 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages
complémentaires dont la coopération permet la fixation du support anodique 13,
17 par
simple vissage à l'aide des vis 181. Les moyens de fixation pourraient
comprendre tout
type de connecteur, par exemple à vis, réalisant un placage et une compression
du
support anodique 13, 17 contre les récepteurs anodiques 125, 126.
En référence aux figures 5 et 6, représentant de manière plus détaillée les
récepteurs
anodiques 125 disposés à gauche de chaque cuve d'électrolyse 101, la partie
d'entrainement 135 comprend un mat de levage 163 entrainé en translation
verticale par
le vérin 39. La partie d'entrainement comprend également une semelle 165 en
acier
connectée au mat de levage 163 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 161
de type
bielle. La partie conductrice 137 comporte, quant à elle, deux conducteurs
latéraux 167
rigides qui sont connectés dans leur partie inférieure aux conducteurs
flexibles 33
représentés sur la figure 4. La partie conductrice 137 comporte, en outre, une
semelle
conductrice 169 en cuivre disposée sur la semelle 165 et connectée
électriquement aux
deux conducteurs latéraux 167. Les conducteurs latéraux 167 sont fixés
mécaniquement
à la semelle 165 en acier et soudés à la semelle conductrice 169.
En référence aux figures 7 et 8, représentant de manière plus détaillée les
récepteurs
anodiques 126 disposés à droite de chaque cuve d'électrolyse 101, la
configuration des
récepteurs anodiques 126 est similaire aux récepteurs anodiques 125, sauf que
l'élément
de liaison 171 est de type rotule. La partie d'entrainement 136 comprend un
mat de
levage 173 entrainé en translation verticale par le vérin 39. La partie
d'entrainement
comprend également une semelle 175 en acier connectée au mat de levage 173 par
l'intermédiaire de l'élément de liaison 171 de type rotule. La partie
conductrice 138
comporte, quant à elle, deux conducteurs latéraux 177 rigides qui sont
connectés dans
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leur partie inférieure aux conducteurs flexibles 33 représentés sur la figure
4. La partie
conductrice 138 comporte, en outre, une plaque conductrice 179 en cuivre qui
est
disposée sur la semelle 175 et qui est connectée électriquement aux deux
conducteurs
latéraux 177. Les conducteurs latéraux 177 sont fixés mécaniquement à la
semelle 175
en acier et soudés à la semelle conductrice 179.
Les éléments de liaison de type bielle 161 et de type rotule 171 permettent
ainsi
d'absorber toute dilatation des supports anodiques 13, 17. L'élément de
liaison 161 de
type bielle est monté avec ses axes de rotation orientés selon la direction
longitudinale Y,
ce qui permet d'absorber toute dilatation du support anodique 13, 17 le long
de la
io direction transversale. Si les axes de rotation de l'élément de liaison
de type bielle avaient
été orientés selon la direction transversale X, la compensation serait
appliquée pour
absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction
longitudinale.
L'élément de liaison 171 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute
dilatation du
support anodique 13, 17 le long de la direction transversale et de la
direction
longitudinale.
Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de déplacement sont
équipés
d'au moins deux récepteurs anodiques par ensemble anodique, disposés de part
et
d'autre du caisson par rapport à la direction transversale, un premier élément
de liaison
de type bielle étant monté sur l'un des récepteurs anodiques de façon à
absorber toute
dilatation dudit support anodique le long de la direction transversale, et un
second
élément de liaison de type bielle étant monté sur l'autre récepteur anodique
de façon à
absorber toute dilatation dudit support anodique le long de la direction
longitudinale.
Pour chaque ensemble anodique, il est également possible d'envisager d'avoir
au moins
un élément de liaison agencé sur au moins un récepteur anodique disposé sur un
seul
côté du caisson de la cuve d'électrolyse.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 9, 10, 11 et 12, les
moyens de
compensation sont, comme dans le mode de réalisation de la figure 4, agencés
dans les
récepteurs anodiques des moyens de déplacement associés à chaque cuve
d'électrolyse
201.
Contrairement au mode de réalisation représenté à la figure 1, le support
anodique 13, 17
des ensembles anodiques 12 représentés sur la figure 9 est fixé sur les
récepteurs
anodiques 225 à l'aide de moyens de fixation comprenant deux filetages
complémentaires
dont la coopération permet la fixation du support anodique 13, 17 par simple
vissage à
l'aide des vis 281.
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En référence aux figures 10, 11 et 12, représentant de manière plus détaillée
les
récepteurs anodiques 225, la partie d'entrainement 235 du récepteur anodique
225
comporte un cerclage 283 ou carter entourant la partie conductrice de ce même
récepteur
anodique. Le cerclage 283 est en acier rigide et constitue l'essentiel de la
partie
d'entrainement 235 du récepteur anodique 225. Le cerclage est entrainé en
translation
verticale par l'intermédiaire du vérin 39. Comme cela est visible sur les
figures 11 et 12,
un jeu est laissé entre la partie conductrice 237 et le cerclage 283, afin que
ladite partie
conductrice puisse bouger pour reprendre la dilatation thermique ou tout autre
défaut de
planéité du support anodique 13, 17. Un pivot glissant 285 est agencé dans la
partie
inférieure du récepteur anodique 225 pour soutenir la partie conductrice 237.
Le pivot
glissant 285 pourrait également être disposé perpendiculairement par rapport à
celui
présenté sur les figures 10 et 11, par exemple sur le récepteur anodique 225
supportant
le même ensemble anodique et disposé de l'autre côté du caisson.
Les moyens de compensation peuvent également être agencés dans le support
anodique
de l'ensemble anodique. Des ensembles anodiques 301, 401 intégrant de tels
supports
anodiques ont été représentés, à titre d'exemple, sur les figures 13 à 18.
En référence aux figures 13 et 16, le support anodique 303, 403 des ensembles
anodiques 301, 401 s'étend le long d'une direction principale correspondant à
la direction
transversale X lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif
d'électrolyse. Un
repère cartésien a été représenté sur les figures 13 et 16, à titre indicatif,
pour montrer le
positionnement de ces ensembles anodiques par rapport aux cuves d'électrolyse.
La
dilatation des supports anodiques 303, 403 se fait essentiellement le long de
la direction
principale. La dilatation se fait, dans une moindre mesure, le long d'une
direction
secondaire des supports anodiques 303, 403 correspondant à la direction
longitudinale Y
lorsque l'ensemble anodique est installé dans le dispositif d'électrolyse.
Les supports anodiques 303, 403 des ensembles anodiques 301, 401 comportent
des
armatures 305, 405 supportant plusieurs blocs anodiques 307, 407 par
l'intermédiaires de
rondins 309, 409. Les supports anodiques 303, 403 comportent également une
partie
conductrice 311, 411 formée par des conducteurs électriques flexibles. Chacun
des
supports anodiques 303, 403 comporte deux surfaces de contact anodique ayant
la forme
de semelles 313, 413 destinées à coopérer avec des surfaces de contact
correspondantes des récepteurs anodiques pour établir un contact électrique et
un
contact mécanique. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont disposées en
dehors
d'un espace défini par le dessus des blocs anodiques 307, 407, ce qui permet
de
supporter ces ensembles anodiques sur des récepteurs anodiques d'un dispositif
d'électrolyse qui sont agencés en dehors du chemin de translation verticale
des blocs
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anodiques. Les surfaces de contact anodique 313, 413 sont aménagées dans les
parties
conductrices 311, 411 et sont essentiellement constituées par des semelles en
cuivre
desdites parties conductrices. Ainsi, le contact électrique entre les
récepteurs anodiques
et les supports anodiques s'en trouve amélioré.
Comme cela est visible sur les figures 14 et 17, les armatures 305, 405
comportent des
poutres dont le profil présente une forme et un dimensionnement permettant de
réduire la
flexion desdites poutres sous le poids des blocs anodiques. Les parties
conductrices 311,
411 peuvent être formées par des plaques ou des lamelles en cuivre qui ne sont
pas liées
mécaniquement de façon continue avec les armatures 305, 405 du support
anodique.
io Comme visible sur les figures 13 et 16, les parties conductrices 311,
411 sont plus
particulièrement liées aux armatures 305, 405 uniquement au niveau des
surfaces de
contact anodique 313, 413 et des rondins 309, 409. Les parties conductrices
311, 411
peuvent se déformer légèrement sur les sections non liées aux armatures 305,
405 de
sorte à absorber toute dilatation thermique du support anodique 303, 403.
En référence aux figures 13, 14 et 15, les moyens de compensation du support
anodique
301 comprennent un élément de liaison de type bielle 321 disposé entre la
surface de
contact anodique 313 à droite de l'ensemble anodique 301 et une partie
principale de
l'armature 305. Les moyens de compensation du support anodique 303 comprennent
un
un autre élément de liaison de type rotule 322 disposé entre la surface de
contact
anodique 313 à gauche de l'ensemble anodique et une partie principale de
l'armature
305. Plus précisément, les éléments de liaison 321, 322 sont disposés entre la
poutre de
l'armature 305 et des semelles en acier 325 supportant les semelles en cuivre
formant les
surfaces de contact anodique 313.
L'élément de liaison 321 de type bielle est monté avec ses axes de rotation
orientés selon
la direction secondaire Y, ce qui permet d'absorber toute dilatation du
support anodique
303 le long de la direction principale X. L'élément de liaison de type bielle
peut être
appelé une bielle de rattrapage de la dilatation thermique longitudinale de la
poutre
constituant le support anodique. Si les axes de rotation de l'élément de
liaison de type
bielle avaient été orientés selon la direction principale X, la compensation
serait appliquée
pour absorber toute dilatation du support anodique le long de la direction
secondaire Y.
L'élément de liaison 322 de type rotule permet, quant à lui, d'absorber toute
dilatation du
support anodique le long de la direction transversale et de la direction
longitudinale.
L'élément de liaison de type rotule peut être appelé une rotule de rattrapage
des défauts
de torsion de la poutre constituant le support anodique.
En référence aux figures 16, 17 et 18, les moyens de compensation du support
anodique
301 comprennent deux éléments de liaison de type coulissant 421 ou de type
glissière,
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chacun desdits éléments de liaison étant disposé entre l'une ou l'autre des
surfaces de
contact anodique 413 de l'ensemble anodique et une partie principale de
l'armature 405.
Plus précisément, les éléments de liaison 421 sont disposés entre la poutre de
l'armature
405 et des semelles en acier 425 supportant les semelles en cuivre formant les
surfaces
5 de contact anodique 413. Les éléments de liaison 421 de type coulissant
sont formés d'un
côté par la poutre de l'armature 405 dont le profil forme une glissière, et de
l'autre côté
par des coulisseaux montés coullissants dans la glissière, chacun desdits
coulisseaux
portant la semelle en cuivre de chaque surface de contact anodique 413.
L'élément de
liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support anodique 403
le long de la
10 direction principale X. Par ailleurs les éléments de liaison de type
coulissant 421 peuvent
en outre permettre une légère rotation ou pivot des semelles 425 autour d'un
axe parallèle
à la direction principale X, de part la forme sensiblement cylindrique des
coulisseaux.
L'élément de liaison 421 permet ainsi d'absorber toute dilatation du support
anodique 403
le long de la direction secondaire Y.
15 Selon un mode de réalisation non représenté, les moyens de compensation
de l'ensemble
anodique pourraient comporter un seul élément de liaison d'un côté ou de
l'autre du
support anodique. Les moyens de liaison pourraient également comporter un
élément de
liaison de type rotule ou pivot sur l'un des côtés du support anodique et un
élément de
liaison de type coulissant sur l'autre côté dudit support anodique.
20 Un avantage de la présente invention est de faciliter l'accès des outils
de manutention et
d'intervention dans le caisson, notamment pour les manoeuvres de changement
d'anode,
en proposant une configuration dans laquelle l'espace au-dessus de l'ouverture
délimitée
par le revêtement intérieur du caisson est dégagée.
Un autre avantage de la présente invention est de faciliter le montage et le
démontage de
l'ensemble anodique.
Encore un autre avantage de la présente invention est de limiter les
interactions
mécaniques avec les conducteurs anodiques pendant les opérations de changement
d'anode, ce qui permet de réduire leur usure et d'éviter leur endommagement.
Encore un avantage de la présente invention est de permettre d'effectuer les
manoeuvres
de changement d'anode sans arrêter la production d'aluminium dans la cuve.
Un avantage d'un mode préféré de la présente invention est de permettre
d'absorber
toute dilatation du support anodique, notamment lors des opérations de
changement
d'anode, et ceci sans affecter le fonctionnement des moyens de déplacement de
l'ensemble anodique.
