Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
1
ENSEMBLE ANODIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE
Domaine technique
La présente invention concerne un ensemble anodique destiné aux cuves pour la
production d'aluminium par électrolyse, ainsi qu'un procédé de fabrication
d'un tel
ensemble anodique.
Elle est particulièrement adaptée aux cuves d'électrolyse à anodes précuites.
Présentation de l'art antérieur
L'aluminium est essentiellement produit par électrolyse d'alumine dissoute
dans un bain
cryolithaire. La cuve d'électrolyse qui permet cette opération est constituée
par un caisson
en acier et revêtu intérieurement par des produits isolants réfractaires.
Une cathode formée de blocs carbonés est placée dans le caisson. Elle est
surmontée
par une anode ou une pluralité d'anodes en carbone, ou blocs anodiques
carbonés,
plongeant dans le bain cryolithaire. Cette (ou ces) anode(s) en carbone est
(sont)
oxydée(s) progressivement par l'oxygène provenant de la décomposition de
l'alumine.
Le passage du courant s'effectue de l'anode vers la cathode à travers le bain
cryolithaire,
maintenu à l'état liquide par effet Joule.
Les températures usuelles de fonctionnement d'une cuve étant comprises entre
930 et
980 C, l'aluminium produit est liquide et se dépose par gravité sur la
cathode.
Régulièrement l'aluminium produit, ou une partie de l'aluminium produit, est
aspiré par
une poche de coulée, et transvasé dans des fours de fonderie. Une fois les
anodes
usées, celles-ci sont remplacées par des anodes neuves.
Pour permettre sa manipulation et son alimentation en courant électrique,
chaque anode
est généralement associée à une structure pour former un ensemble anodique.
Cette
structure est généralement composée :
- d'une tige d'anode en matériau à haute conductivité électrique, tels que
de
l'aluminium ou du cuivre, et
- de moyens d'accrochage en matériaux résistants aux températures élevées
d'utilisation de l'anode, tels que de l'acier.
Les moyens d'accrochage comprennent généralement un multipode formé d'une
traverse
solidaire de la base de la tige associée à une pluralité de rondins
avantageusement
cylindriques dont l'axe est parallèle à la tige.
Les rondins sont introduits en partie à l'intérieur d'évidements réalisés sur
la face
supérieure de l'anode, et les interstices existant entre les rondins et les
évidements sont
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
2
comblés en coulant un métal en fusion, typiquement de la fonte. Les douilles
métalliques
ainsi réalisées permettent d'assurer un bon accrochage mécanique et une bonne
liaison
électrique entre la tige et l'anode.
Toutefois, on a constaté dans l'art antérieur que la présence de rondins
induisait une
chute ohmique à la connexion de l'anode, ainsi que des pertes thermiques à
travers
l'ensemble anodique.
C'est pourquoi le document WO 2012/100340 propose un ensemble anodique dans
lequel l'ensemble composé de la traverse et des rondins est remplacé par une
barre
longitudinale de connexion. Lors du scellement, cette barre de connexion est
introduite
dans une gorge longitudinale réalisée sur la face supérieure de l'anode. De la
fonte en
fusion est ensuite déposée à la périphérie de la barre de connexion pour
combler l'espace
entre la barre de connexion et la gorge.
Cette solution permet d'améliorer la répartition des courants dans l'anode, de
diminuer la
chute ohmique de contact entre le carbone et la fonte et limiter les
déperditions de
chaleur, comme l'avait déjà enseigné le document FR 1 326 481 qui proposait
une
solution identique à WO 2012/100340.
Toutefois, si les ensembles anodiques de l'art antérieur comportaient de
préférence des
rondins cylindriques, c'est notamment pour limiter les risques de
détérioration de l'anode
du fait de la dilatation subie par les moyens d'accrochage lors de
l'introduction de l'anode
dans le bain cryolithaire dont la température est comprise entre 930 et 980 C.
En effet, contrairement aux rondins cylindriques dont la dilatation induit
l'application d'une
force de dilatation thermique radiale sur l'anode, la dilatation thermique
d'une barre
métallique induit l'application de forces transversales et longitudinales sur
l'anode tendant
à fissurer celle-ci.
Aucune solution à ce problème de fissuration n'est proposée dans FR 1 326 481
ou dans
WO 2012/100340.
Un but de la présente invention est de proposer un ensemble anodique plus
robuste que
ceux proposés dans les documents FR 1 326 481 et WO 2012/100340, cet ensemble
anodique permettant d'améliorer la répartition des courants dans l'anode
carbonée, de
diminuer la chute ohmique de contact entre le carbone et la fonte ainsi que de
limiter les
pertes thermiques de la cuve d'électrolyse au travers des conducteurs d'acier
pénétrant
dans l'anode carbonée.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de
fabrication d'un tel
ensemble anodique robuste.
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
3
Résumé de l'invention
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un ensemble
anodique destiné
aux cuves pour la production d'aluminium par électrolyse, l'ensemble anodique
étant du
type comportant une tige d'anode, un élément longitudinal solidaire de l'une
des
extrémités de la tige d'anode et une anode carbonée incluant un évidement dans
lequel
est logé l'élément longitudinal pour scellement de l'élément longitudinal à
l'anode
carbonée, remarquable en ce que le procédé comprend une phase de formation
d'au
moins une zone scellée remplie de matériau de scellement et d'au moins une
zone
non scellée dépourvue de matériau de scellement, ladite au moins une zone non
scellée
io s'étendant à l'une des extrémités longitudinales de l'élément
longitudinal.
L'élément longitudinal est par conséquent scellé à l'anode carbonée pour
établir
accrochage mécanique et liaison électrique, et le fait que l'une des
extrémités
longitudinales de l'élément longitudinal soit dépourvue de matériau de
scellement permet
de limiter les risques de fissuration de l'anode carbonée.
En effet, la présence d'un volume ne comportant pas de matériau de scellement
à l'une
des extrémités longitudinales de l'élément longitudinal permet de limiter
l'intensité des
forces appliquées sur l'anode par l'élément longitudinal lors de sa
dilatation, plus
particulièrement la dilation selon la direction longitudinale de l'élément
longitudinal.
Avantageusement, la phase de formation peut comprendre :
- la formation d'une zone scellée remplie de matériau de scellement, ladite
zone
scellée s'étendant entre des faces latérales longitudinales de l'élément
longitudinal et
des parois internes longitudinales de l'évidement, et
- la formation de deux zones non scellées aux deux extrémités
longitudinales de
l'élément longitudinal, chaque zone non scellée s'étendant entre une face
latérale
transversale de l'élément longitudinal et une paroi interne transversale de
l'évidement.
Dans ce cas, l'ensemble anodique comprend deux zones non scellées, chaque zone
non
scellée s'étendant à une extrémité longitudinale respective de l'élément
longitudinal. Les
zones non scellées sont alors réparties de part et d'autre de la tige d'anode,
ce qui permet
d'une part une meilleure répartition de l'intensité des forces de dilatation,
et d'autre part
un meilleur équilibrage des masses de l'ensemble anodique.
La phase de formation peut comprendre une étape de mise en place d'un matériau
de
coffrage dans un interstice entre l'élément longitudinal et des parois
internes de
l'évidement ¨ telles que des parois internes longitudinales et éventuellement
un fond de
l'évidement ¨ de sorte à définir au moins une zone de scellement et au moins
une zone
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
4
de non-scellement. Pour ce faire, le matériau de coffrage peut être placé à au
moins l'une
des extrémités de l'élément longitudinal de sorte que le matériau de coffrage
s'étende sur
les faces latérales longitudinales de l'élément longitudinal. Une fois le
matériau de
coffrage placé, l'élément longitudinal peut être inséré avec le matériau de
coffrage dans
l'évidement de sorte que le matériau de coffrage définisse, avec les parois
internes de
l'évidement et les faces de l'élément longitudinal, les zones de scellement et
de non-
scellement. Le fait de disposer le matériau de coffrage sur l'élément
longitudinal
préalablement à son insertion dans l'évidement permet de faciliter la mise en
place du
matériau de coffrage. Cela assure en outre une meilleure maîtrise de la
position du
matériau de coffrage.
Dans une variante de réalisation, le matériau de coffrage est une natte. Celle-
ci peut être
fixée sur l'élément longitudinal par collage ou par nouage autour des faces
latérales
longitudinales et d'une face inférieure de l'élément longitudinal. Le fait que
le matériau de
coffrage s'étende sur la face inférieure de l'élément longitudinal permet de
définir un
espace sous l'élément longitudinal dans lequel du matériau de scellement peut
être
introduit. L'introduction de matériau de scellement entre la face inférieure
de l'élément
longitudinal et un fond de l'évidement permet d'améliorer la distribution de
courant dans
l'anode.
De préférence, la phase de formation comprend une étape de remplissage de la
zone de
scellement par coulage du matériau de scellement à l'état liquide ou visqueux.
Le fait de
couler le matériau de scellement à l'état liquide ou visqueux permet d'assurer
une bonne
répartition du matériau de scellement dans toute la zone de scellement.
La phase de formation peut également comprendre une étape de retrait du
matériau de
coffrage après l'étape de remplissage, et éventuellement une étape de
garnissage de la
zone non scellée avec du matériau de garnissage. Ceci permet de limiter les
risques de
colmatage de la (ou des) zone(s) non scellée(s) avec un matériau utilisé dans
la
fabrication d'aluminium, un tel colmatage pouvant dans certains cas induire
une
augmentation des risques de fissuration de l'anode.
L'invention concerne également un ensemble anodique destiné aux cuves pour la
production d'aluminium par électrolyse, l'ensemble anodique comportant une
tige
d'anode, un élément longitudinal solidaire de l'une des extrémités de la tige
d'anode et
une anode carbonée incluant un évidement dans lequel est logé l'élément
longitudinal,
remarquable en ce que l'ensemble anodique comprend en outre un interstice
entre
l'évidement et l'élément longitudinal, l'interstice incluant au moins une zone
scellée
contenant un matériau de scellement et au moins une zone non scellée dépourvue
de
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
matériau de scellement, ladite et au moins une zone non scellée s'étendant à
l'une des
extrémités longitudinales de l'élément longitudinal.
Des aspects préférés mais non limitatifs de l'ensemble anodique sont les
suivants :
- l'ensemble anodique comprend au moins deux zones non scellées aux deux
5 extrémités longitudinales de l'élément longitudinal, et au moins une zone
scellée
s'étendant entre des faces latérales longitudinales de l'élément longitudinal
et des
parois internes longitudinales de l'évidement,
- la zone scellée s'étend en outre entre une face inférieure de
l'élément longitudinal et
un fond de l'évidement,
- la zone non scellée comporte du matériau de garnissage, ledit matériau de
garnissage étant comprimé à une valeur nominale suffisamment inférieure à son
taux
de compression maximal pour autoriser la dilatation de l'élément longitudinal,
- le matériau de garnissage est de la laine de roche.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble anodique comprend un
support
auquel est fixée une pluralité de tiges d'anode, d'éléments longitudinaux et
d'anodes
carbonées. Le support s'étend plus particulièrement horizontalement de façon
perpendiculaire par rapport aux éléments longitudinaux.
Brève description des figures
D'autres avantages et caractéristiques de l'ensemble anodique et de son
procédé de
fabrication associé ressortiront encore de la description qui va suivre de
plusieurs
variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des
dessins
annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble anodique,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un élément longitudinal et
d'une tige d'anode,
- la figure 3 est une vue en perspective d'une anode incluant un évidement
dans sa
face supérieure,
- les figures 4 à 6 sont des vues de dessus de différents exemples
d'ensembles
anodiques,
- la figure 7 est un schéma de principe d'un procédé de scellement d'un
ensemble
anodique ; plus précisément la figure 7 illustre des étapes d'une phase de
formation
du procédé de scellement, et
- la figure 8 illustre schématiquement un ensemble anodique incluant
une pluralité
d'anodes.
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
6
Description détaillée
On va maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication d'un ensemble
anodique
ainsi que des exemples d'ensembles anodiques obtenus à partir du procédé. Dans
ces
différentes figures, les éléments équivalents portent les mêmes références
numériques.
On utilisera dans la suite du texte les expressions face latérale , face
inférieure ,
face supérieure , parois latérales et fond en référence à une tige
d'anode
s'étendant le long d'un axe A-A'.
Le lecteur appréciera que l'on entend, dans le cadre de la présente invention,
par:
- face inférieure ou face supérieure , une face s'étendant dans
un plan
perpendiculaire à l'axe A-A', la face supérieure d'une pièce donnée étant plus
proche
de la tige d'anode que la face inférieure,
- face/paroi latérale , une face/paroi s'étendant dans un plan
parallèle à l'axe A-A'
de la tige d'anode,
- face/paroi longitudinale , une face/paroi s'étendant
parallèlement à un axe
longitudinal d'un objet longitudinal (par exemple un évidement ou un élément
longitudinal),
- face/paroi transversale , une face/paroi s'étendant
perpendiculairement à un axe
longitudinal d'un objet longitudinal.
On a illustré à la figure 1 un exemple d'ensemble anodique selon l'invention.
En référence
aux figures 1 à 3, l'ensemble anodique comprend une tige d'anode 1, un élément
longitudinal 2, et une anode carbonée 3.
La tige d'anode 1 est constituée dans un matériau électriquement conducteur.
Elle s'étend
selon l'axe A-A'. La tige d'anode est d'un type classiquement connu de l'homme
du métier
et ne sera pas décrite plus en détail dans la suite.
L'élément longitudinal 2 forme des moyens d'accrochage. L'élément longitudinal
2 est
dans un matériau électriquement conducteur apte à supporter les températures
importantes d'utilisation de l'ensemble anodique. Par exemple, l'élément
longitudinal est
en acier.
Les dimensions de l'élément longitudinal 2 peuvent être les suivantes :
- longueur L comprise entre 80 et 200 centimètres,
- largeur I et hauteur h comprises entre 5 et 50 centimètres.
Dans tous les cas, la longueur L est au moins deux fois supérieure à la
largeur I de
l'élément longitudinal 2.
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
7
L'élément longitudinal 2 est solidaire de la tige d'anode 1 à l'une de ses
extrémités 11, et
s'étend selon un axe longitudinal B-B' perpendiculaire à l'axe A-A'. L'élément
longitudinal
2 comprend une face supérieure 23 en contact avec la tige d'anode 1, une face
inférieure
24 opposée à la face supérieure 23, deux faces latérales longitudinales 22 et
deux faces
latérales transversales 21. L'élément longitudinal 2 est par exemple une
barre,
éventuellement rectangulaire, et peut comporter des dents, notamment à profil
arrondi,
sur ses faces latérales 21, 22 et/ou sa face inférieure 24.
L'anode 3 est un bloc anodique de matériau carboné précuit dont la composition
et la
forme générale sont connues de l'homme du métier et ne seront pas décrites
plus en
détail dans la suite. La face supérieure de l'anode 3 comporte un évidement 30
dans
lequel est logé l'élément longitudinal 2.
Avantageusement, l'évidement 30 peut être de forme complémentaire à celle de
l'élément
longitudinal 2. Dans ce cas, l'évidement 30 comporte des parois internes
latérales
longitudinales 32, des parois internes latérales transversales 31, et un fond
34.
En variante l'évidement 30 peut consister en une gorge s'étendant entre deux
bords
latéraux 33 de l'anode 3. Ceci permet de faciliter le procédé de formation de
l'évidement
30.
La largeur I de l'évidement ou de la gorge est prévue supérieure à la largeur
I de l'élément
longitudinal 2 pour permettre l'insertion de l'élément longitudinal 2.
L'ensemble anodique comprend en outre, des zones scellées remplies d'un
matériau de
scellement 41. Les zones scellées s'étendent entre les parois internes
longitudinales 32
de l'évidement 30, et les faces latérales longitudinales 22 de l'élément
longitudinal 2.
On entend, dans le cadre de la présente invention, par matériau de
scellement ), un
matériau permettant la formation d'une liaison rigide et conductrice entre une
anode et un
élément longitudinal, cette liaison étant typiquement assurée par un métal
coulé entre
l'élément longitudinal et l'anode tel que de la fonte, ou par une pâte
conductrice.
Comme illustré aux figures 1 et 4 à 6, le matériau de scellement 41 ne
recouvre pas
toutes les faces latérales 21, 22 de l'élément longitudinal 2. Au contraire,
le matériau de
scellement 41 recouvre uniquement les faces latérales longitudinales 22, à
l'exception
éventuellement de portions périphériques des faces latérales longitudinales
situées au
niveau des extrémités longitudinales de l'élément longitudinal 2.
En d'autres termes, la structure anodique comporte des zones non scellées aux
extrémités longitudinales de l'élément longitudinal 2, chaque extrémité étant
composée
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
8
d'une face latérale transversale 21 et éventuellement d'une portion
d'extrémité des faces
latérales longitudinales 22.
Eventuellement la face inférieure 24 peut également être recouverte de
matériau de
scellement 41, à l'exception éventuellement de portions périphériques de la
face
inférieure 24 situées au niveau des extrémités longitudinales de l'élément
longitudinal 2.
Le fait que la face inférieure 24 soit au moins partiellement recouverte de
matériau de
scellement 41 permet d'améliorer la conduction du courant entre l'élément
longitudinal 2
et l'anode 3.
Les zones non scellées sont donc dépourvues de matériau de scellement 41. Ceci
permet
de définir un espace libre suffisant pour garantir que les forces appliquées
longitudinalement par l'élément longitudinal 2 lors de sa dilatation soient
inférieures à une
valeur limite de fissuration de l'anode 3.
En effet, on rappelle à titre indicatif qu'un élément longitudinal en acier de
longueur égale
à 1 mètre peut subir une dilatation longitudinale allant jusqu'à 2 centimètres
à 1000 C. On
comprend alors que cette dilatation longitudinale peut induire une
détérioration très
importante de l'anode 3 (fissures, éclatement, etc.) lorsque l'élément
longitudinal 2 est
recouvert de matériau de scellement 41 sur toutes ses faces latérales 21, 22.
Les zones non scellées peuvent être laissées vides.
En variante, les zones non scellées peuvent être garnies, en tout ou partie,
d'un matériau
de garnissage 42 compressible, éventuellement à retour de forme, tel que de la
laine de
roche. Ceci permet d'éviter les risques de colmatage des zones non scellées
par des
amas de matériau non compressible issus par exemple de poudres de produit de
couverture, qui pourraient transmettre les contraintes de dilatation de
l'élément
longitudinal à l'anode 3.
De préférence, le matériau de garnissage 42 est comprimé à une valeur nominale
suffisamment inférieure à son taux de compression maximal pour autoriser la
dilatation de
l'élément longitudinal tout en limitant les efforts appliqués sur l'anode 3.
Outre le matériau de garnissage 42, les zones non scellées peuvent comprendre
un
matériau de coffrage 43 entre les matériaux de scellement 41 et de garnissage
42. Ce
matériau de coffrage 43 est utilisé pour définir un volume de confinement
correspondant à
une zone de scellement (i.e. zone à sceller) dans laquelle le matériau de
scellement 41
est introduit lors du procédé de fabrication de l'ensemble anodique qui sera
décrit plus en
détail dans la suite.
Le matériau de coffrage 43 est de préférence un matériau compressible
résistant aux
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
9
hautes températures sans se dégrader ou brûler, tel que des fibres vitreuses,
réfractaires,
céramiques ou avantageusement biosolubles telles que par exemple l'Insulfrax
Fiberfraxe.
En référence aux figures 4 à 6, on a illustré différents modes de réalisation
de l'ensemble
anodique en vue de dessus.
Comme illustré à la figure 4, l'interstice entre l'évidement 30 et l'élément
longitudinal 2
peut comprendre uniquement des zones scellées remplies de matériau de
scellement 41
et des zones non scellées dépourvues de matériau. Pour ce faire, le matériau
de coffrage
43 est retiré de l'ensemble anodique après remplissage des zones de
scellement, et
aucun matériau de garnissage n'est introduit au niveau des extrémités
longitudinales de
l'élément longitudinal 2.
Comme illustré à la figure 5, l'interstice entre l'évidement 30 et l'élément
longitudinal 2
peut comprendre des zones scellées remplies de matériau de scellement 41 et
des zones
non scellées contenant uniquement du matériau de garnissage 42 (i.e. absence
de
matériau de coffrage). Pour ce faire, le matériau de coffrage 43 est retiré
après avoir
formé les zones scellées et un matériau de garnissage 42 est introduit au
niveau des
extrémités longitudinales de l'élément longitudinal 2.
Enfin et comme illustré à la figure 6, l'ensemble anodique peut comporter un
ou plusieurs
évidements 30 et éléments longitudinaux 2 associés. Chaque interstice peut
comprendre
des zones scellées remplies de matériau de scellement 41, des zones non
scellées
composées de matériau de garnissage 42 et de matériau de coffrage 43.
Quel que soit le mode de réalisation, l'ensemble anodique comprend au moins
une zone
non scellée située à l'une des extrémités longitudinales de l'élément
longitudinal 2, cette
zone non scellée étant dépourvue (i.e. ne comprenant pas) de matériau de
scellement.
De préférence, et comme illustré aux différentes figures, l'ensemble anodique
comprend
deux zones non scellées, chaque zone non scellée s'étendant à une extrémité
respective
de l'élément longitudinal. Ceci permet notamment une meilleure répartition des
courants
dans l'anode, de l'intensité des forces de dilatation, et un meilleur
équilibrage des masses
de l'ensemble anodique en améliorant sa symétrie par rapport à l'axe A-A'.
On va maintenant décrire un exemple de procédé de scellement d'un élément
longitudinal
2 à une anode carbonée 3 pour obtenir un ensemble anodique. Plus
spécifiquement, on
décrira dans la suite en référence à la figure 7 une phase de formation 5 de
zones scellée
et non scellée du procédé de scellement.
Cette phase de formation 5 peut être appliquée pour former une unique zone non
scellée
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
et une unique zone scellée, la zone non scellée s'étendant à l'une des
extrémités
longitudinales de l'élément longitudinal 2 et la zone scellée s'étendant sur
tout le reste du
volume défini entre l'évidement 30 et l'élément longitudinal.
En variante, cette phase de formation 5 peut être appliquée pour former deux
zones non
5 scellées aux extrémités longitudinales de l'élément longitudinal 2, et
une (ou plusieurs)
zone(s) scellée(s).
Dans la suite, on suppose la fabrication d'un ensemble anodique incluant deux
zones non
scellées associées chacune à une extrémité longitudinale respective de
l'élément
longitudinal 2. On suppose également que l'évidement 30 de l'anode 3 a été
10 préalablement réalisé, par moulage ou par toute autre technique connue
de l'homme du
métier.
Dans une étape 50 du procédé, un matériau de coffrage 43 est mis en place pour
définir :
- au moins une zone de scellement (i.e. zone à sceller) dans
laquelle on souhaite
introduire le matériau de scellement, et
- deux zones de non-scellement (i.e. zone à ne pas sceller) dans
lesquelles on
souhaite éviter la présence de matériau de scellement.
Le matériau de coffrage 43 peut être mis en place soit sur l'élément
longitudinal 2, soit
directement dans l'évidement 30.
Ce matériau de coffrage 43 peut être une natte de fibres vitreuses dont le
diamètre est
supérieur ou égal à la distance entre les faces latérales longitudinales 22 et
les parois
internes longitudinales 32 en regard. L'utilisation d'une natte permet de
faciliter l'opération
de mise en place du matériau de coffrage 43.
Cette natte peut par exemple être placée 501 ¨ éventuellement par collage ou
nouage ¨
sur l'élément longitudinal 2, préalablement à son insertion dans l'évidement
30.
Une fois la natte placée, l'élément longitudinal 2 est introduit 502 dans
l'évidement 30. La
natte est comprimée entre les faces latérales longitudinales et les parois
internes
longitudinales.
Avantageusement, la natte peut présenter une élasticité radiale non nulle.
Ceci permet de
garantir que la natte soit en contact d'une part avec l'élément longitudinal 2
et d'autre part
avec les parois internes de l'évidement 30, même lorsqu'une (ou plusieurs)
rainure(s)
d'accrochage sont ménagées dans les parois internes longitudinales 32 de
l'évidement 30
pour améliorer l'accrochage entre le matériau de scellement et l'anode.
Avantageusement, la natte peut être disposée sur la face inférieure de
l'élément
longitudinal 2 (en plus des faces latérales longitudinales). Une fois
l'élément longitudinal 2
CA 02935452 2016-06-28
WO 2015/110906 PCT/1B2015/000074
11
introduit dans l'évidement 30, ceci permet de créer un espace entre la face
inférieure 24
et le fond 34. Grâce à la formation de cet espace, il est possible de déposer
du matériau
de scellement 41 entre le fond 34 et la paroi inférieure 24. Ceci permet
d'améliorer les
performances électriques de l'ensemble anodique ainsi obtenu.
Les faces latérales longitudinales 22, les parois internes longitudinales 32
et le matériau
de coffrage 43 ¨ et éventuellement la face inférieure 24 et le fond 34 ¨
définissent un
volume de confinement correspondant à la zone de scellement. Les faces
latérales
transversales 21, les parois internes transversales 31 et la natte 43
définissent deux
zones de non-scellement aux extrémités longitudinales de l'élément
longitudinal 2.
Dans une autre étape 51, un matériau de scellement 41 à l'état liquide ou
visqueux, est
introduit dans la zone de scellement, éventuellement par coulage. Le matériau
de
scellement 41 se dépose entre les faces latérales longitudinales 22 et les
parois internes
longitudinales 32.
Une fois le matériau de scellement 41 solidifié, la natte peut être retirée
(étape 52) pour
former des zones non scellées dépourvues de matériau de coffrage 43.
En variante, la natte peut être laissée en place dans les zones non scellées.
Les zones de non-scellement peuvent ensuite être remplies (étape 53) avec un
matériau
de garnissage 42.
On obtient ainsi un ensemble anodique comprenant au moins une zone non scellée
localisée à l'une des extrémités longitudinales de l'élément longitudinal.
Ceci permet de
limiter les risques de fissures et/ou d'éclatement de l'anode 3 lors de son
introduction
dans un bain cryolithaire.
Comme illustré à la figure 8, le procédé décrit ci-dessus peut être utilisé
pour réaliser un
ensemble anodique de grande largeur. Un tel ensemble anodique est alors
composé d'un
support longitudinal 6 s'étendant horizontalement incluant un contacteur
électrique 61 à
au moins une de ses extrémités pour l'alimentation électrique de sous-
ensembles
anodiques suspendus au support 6, chaque sous-ensemble anodique étant fixé au
support 6 par l'intermédiaire de sa tige d'anode 1 associée, les éléments
longitudinaux 2
s'étendant transversalement par rapport au support 6 de sorte qu'un axe
longitudinal 1-1'
du support est perpendiculaire aux faces latérales longitudinales 22 des
éléments
longitudinaux 2. Le support s'étend avantageusement d'un côté à l'autre de la
cuve
d'électrolyse et est supporté et connecté électriquement au niveau de ses
extrémités.
