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WO 2020/124209 PCT/CA2019/051794
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Description
Titre : Ensemble anodique et procédé de fabrication associé
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, tel que de
l'aluminium ou
du cuivre, et
- de moyens d'accrochage en matériau résistant aux températures élevées
d'utilisation de
l'anode, tel 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.
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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
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 VVO 2012/100340 propose un ensemble anodique dans
io .. 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 VVO 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
VVO 2012/100340.
Dans le document VVO 2015/110906, il est proposé une solution à ce problème de
fissuration. Cette solution consiste à prévoir au moins un espace ne
comportant pas de
matériau de scellement à l'une des extrémités longitudinales de la barre de
connexion,
ledit espace pouvant avantageusement être garni d'un matériau de garnissage
compressible, tel que de la fibre réfractaire. Ainsi, lors de la dilatation de
la barre de
connexion, la fibre réfractaire permet d'absorber les forces appliquées
longitudinalement
par celle-ci, évitant ainsi une fissuration de l'anode sous l'effet desdites
forces. Cette
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solution présente toutefois l'inconvénient de nécessiter une mise en place
manuelle de la
fibre réfractaire avant la coulée du matériau de scellement. Ceci accroît donc
de manière
exagérée les coûts et les temps de fabrication. Par ailleurs, une fois
l'électrolyse
effectuée, la fibre réfractaire doit être retirée de l'ensemble anodique pour
pouvoir recycler
.. le carbone. Cette opération accroît donc également les coûts et les temps
de recyclage.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication
moins couteux
et moins complexe que celui proposé dans le document WO 2015/110906, ce
procédé de
fabrication permettant de former un ensemble anodique présentant un risque
moindre de
fissuration de l'anode sous l'effet de la dilatation thermique de la barre de
connexion.
io Un autre but de la présente invention est de proposer un ensemble
anodique pouvant être
obtenu par ledit procédé de fabrication.
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 bloc métallique solidaire de l'une des
extrémités de
la tige d'anode, ledit bloc métallique pouvant se dilater selon une direction
longitudinale
sous l'effet de la chaleur, et une anode carbonée incluant un évidement dans
lequel est
logé le bloc métallique pour scellement du bloc métallique à l'anode carbonée,
une zone
scellée remplie de matériau de scellement s'étendant entre le bloc métallique
et l'anode
.. carbonée, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de formation
d'au moins
une première cavité à l'intérieur de l'anode carbonée, ladite au moins
première cavité
formant avec ledit évidement une première zone de moindre épaisseur à
l'intérieur de
l'anode carbonée, ladite première zone de moindre épaisseur étant apte à se
déformer ou
à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la
direction
longitudinale.
Ainsi configuré, le procédé de fabrication selon l'invention permet de former
un ensemble
anodique présentant moins de risques de fissuration de l'anode carbonée sous
l'effet de
la dilatation du bloc métallique.
En effet, une partie des forces appliquées sur l'anode par le bloc métallique
lors de sa
dilatation selon la direction longitudinale est absorbée par la zone de
moindre épaisseur
et la cavité.
Avantageusement, le procédé de l'invention peut comprendre en outre une étape
de
formation d'au moins une deuxième cavité à l'intérieur de l'anode carbonée,
ladite au
moins deuxième cavité formant avec ledit évidement une deuxième zone de
moindre
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épaisseur à l'intérieur de l'anode carbonée, ladite deuxième zone de moindre
épaisseur
étant apte à se déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du
bloc métallique
selon la direction longitudinale.
Dans une variante de réalisation, le bloc métallique possède sensiblement une
forme de
parallélépipède définie notamment par quatre faces longitudinales reliées par
deux faces
transversales, ladite au moins première zone de moindre épaisseur,
respectivement ladite
au moins deuxième zone de moindre épaisseur, étant disposée parallèlement à
l'une
desdites faces transversales et étant séparée de celle-ci par la zone scellée.
Dans le cas d'un ensemble anodique comprenant deux zones de moindre épaisseur,
chaque zone de moindre épaisseur s'étendra de manière avantageuse à une
extrémité
longitudinale respective du bloc métallique. Les zones de moindre épaisseur
seront alors
réparties de part et d'autre de la tige d'anode, ce qui permettra 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.
Dans une variante de réalisation, l'étape de formation de ladite au moins
première cavité,
respectivement de ladite au moins deuxième cavité, peut comprendre une étape
de mise
en place d'un insert dans un moule destiné à former l'anode carbonée de sorte
à définir
au moins une partie en saillie à l'intérieur du moule, ladite partie en
saillie étant destinée à
former ladite au moins première cavité, respectivement ladite au moins
deuxième cavité.
Dans une autre variante de réalisation, l'étape de formation de ladite au
moins première
cavité, respectivement de ladite au moins deuxième cavité, peut comprendre une
étape
d'usinage de l'anode carbonée.
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 bloc métallique solidaire de l'une des extrémités de la tige
d'anode, ledit bloc
métallique pouvant se dilater selon une direction longitudinale sous l'effet
de la chaleur, et
une anode carbonée incluant un évidement dans lequel est logé le bloc
métallique pour
scellement du bloc métallique à l'anode carbonée, une zone scellée remplie de
matériau
de scellement s'étendant entre le bloc métallique et l'anode carbonée,
caractérisé en ce
que l'anode carbonée comprend au moins une première cavité, ladite au moins
première
cavité formant avec ledit évidement une première zone de moindre épaisseur à
l'intérieur
de l'anode carbonée, ladite première zone de moindre épaisseur étant apte à se
déformer
ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc métallique selon la
direction
longitudinale
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Des aspects préférés mais non limitatifs de l'ensemble anodique sont les
suivants :
- l'anode carbonée comprend au moins une deuxième cavité, ladite au moins
deuxième
cavité formant avec ledit évidement une deuxième zone de moindre épaisseur à
l'intérieur
de l'anode carbonée, ladite deuxième zone de moindre épaisseur étant apte à se
5 .. déformer ou à se fracturer sous l'effet de la dilatation du bloc
métallique selon la direction
longitudinale ;
- le bloc métallique possède sensiblement une forme de parallélépipède définie
notamment par quatre faces longitudinales reliées par deux faces
transversales, ladite au
moins première zone de moindre épaisseur, respectivement ladite au moins
deuxième
zone de moindre épaisseur, étant disposée parallèlement à l'une desdites faces
transversales et étant séparée de celle-ci par la zone scellée ;
la première, respectivement la deuxième cavité, dépasse transversalement et
verticalement d'une projection longitudinale d'une paroi interne latérale
transversale de
l'évidement, le dépassement étant de préférence inférieur à 5 cm ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède
un profil
sensiblement plat et est orientée de manière perpendiculaire à ladite
direction
longitudinale ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède
un profil
en trois parties, à savoir une partie centrale entourée par deux parties
d'extrémité, ladite
partie centrale étant sensiblement plate et étant orientée de manière
perpendiculaire à
ladite direction longitudinale et lesdites parties d'extrémité étant orientées
de manière
oblique par rapport à ladite partie centrale ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède
un profil
en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées
entre elles au
niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties
possédant
un profil biconvexe, et dans lequel la première, respectivement la deuxième,
zone de
moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone
de liaison ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède
un profil
en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées
entre elles au
niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties
possédant
un profil sensiblement plat, et dans lequel la première, respectivement la
deuxième, zone
de moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite
zone de
liaison ;
- la première, respectivement la deuxième, zone de moindre épaisseur possède
un profil
en deux parties, à savoir une première partie et une deuxième partie reliées
entre elles au
niveau d'une zone de liaison, chacune desdites première et deuxième parties
possédant
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un profil plano-convexe, et dans lequel la première, respectivement la
deuxième, zone de
moindre épaisseur possède une épaisseur plus faible au niveau de ladite zone
de liaison.
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 :
[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble anodique selon
une
première variante de réalisation de l'invention,
[Fig 2] La figure 2 est une vue en perspective du bloc métallique fixé sur la
tige d'anode
avant son intégration dans l'ensemble anodique représenté sur la figure 1,
[Fig 3] La figure 3 est une vue en perspective de l'anode carbonée utilisée
pour la
fabrication de l'ensemble anodique représenté sur la figure 1,
[Fig 4] La figure 4 est une vue de dessus d'un ensemble anodique selon une
deuxième
variante de réalisation de l'invention,
[Fig 5] La figure 5 est une vue en coupe selon CC' de l'ensemble anodique
représenté sur
la figure 4,
[Fig 6] Les figures 6a-6e sont des vues partielles, de dessus de plusieurs
variantes de
réalisation de l'invention,
[Fig 7] La figure 7 est un schéma de principe d'un procédé de fabrication d'un
ensemble
anodique selon l'invention.
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
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longitudinal d'un objet longitudinal (par exemple un évidement ou un bloc
métallique),
- face/paroi transversale , une face/paroi s'étendant perpendiculairement à
un axe
longitudinal d'un objet longitudinal,
- direction longitudinale ou longitudinalement , une direction
parallèle à un axe
.. longitudinal d'un objet longitudinal (par exemple un évidement ou un bloc
métallique),
- paroi externe ou paroi interne d'une cavité, une paroi qui est la
plus éloignée,
respectivement la moins éloignée, de l'axe A-A'.
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 10 comprend une tige d'anode 1, un bloc
métallique 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.
Le bloc métallique 2 forme des moyens d'accrochage. Le bloc métallique 2 est
dans un
.. matériau électriquement conducteur apte à supporter les températures
importantes
d'utilisation de l'ensemble anodique. Par exemple, le bloc métallique est en
acier.
Les dimensions du bloc métallique 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 du bloc
métallique 2.
Le bloc métallique 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'. Le bloc
métallique 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. Le bloc métallique 2 est par exemple une barre,
possédant
éventuellement une forme de parallélépipède rectangle, 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 le bloc métallique 2.
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Avantageusement, l'évidement 30 peut être de forme complémentaire à celle du
bloc
métallique 2. Dans ce cas, l'évidement 30 comporte des parois internes
latérales
longitudinales 32, des parois internes latérales transversales 31, et un fond
34.
La largeur l' de l'évidement ou de la gorge est prévue supérieure à la largeur
I du bloc
métallique 2 pour permettre l'insertion du bloc métallique 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 du bloc métallique
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
bloc métallique, cette liaison étant typiquement assurée par un métal coulé
entre le bloc
métallique et l'anode tel que de la fonte, ou par une pâte conductrice.
Comme illustré sur la figure 1, le matériau de scellement 41 recouvre toutes
les faces
latérales 21, 22 du bloc métallique 2. Les forces appliquées longitudinalement
par le bloc
métallique 2 lors de sa dilatation seront donc transmises intégralement, via
les zones
scellées 41 jouxtant les faces latérales transversales 21 du bloc métallique
2, à l'anode 3.
En effet, on rappelle à titre indicatif qu'un bloc métallique en acier de
longueur égale à
1 mètre peut subir une dilatation longitudinale allant jusqu'à 2 centimètres à
1000 C.
Cette dilatation longitudinale pourrait potentiellement induire une
détérioration très
importante de l'anode 3 (fissures, éclatement, etc.).
De manière à éviter une telle détérioration de l'anode 3 sous l'effet desdites
forces
longitudinales, l'anode 3 est avantageusement munie d'une paire de cavités 42
disposées
de part et d'autre de l'évidement 30 selon l'axe longitudinale B-B', chacune
des cavités 42
étant située à proximité d'une zone scellée 41 jouxtant l'une des faces
latérales
transversales 21 du bloc métallique 2. Ainsi disposée, chacune des cavités 42
forme avec
l'évidement 30 une zone de moindre épaisseur 43 dans l'anode 3, ladite zone de
moindre
épaisseur 43 étant comprise entre ladite zone scellée 41 et ladite cavité 42.
Cette zone de
moindre épaisseur 43 sera notamment configurée pour être deformable ou
fracturable
sous l'effet des forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique 2.
L'épaisseur de la zone de moindre épaisseur 43 est avantageusement inférieure
à 5 cm
et de préférence comprise entre 0.5 et 3 cm pour pouvoir se déformer ou se
fracturer
sans propagation de fissures dans le reste de l'anode. La cavité 42 aura
avantageusement une épaisseur supérieure à 0.5 cm et de préférence supérieure
à 1 cm
pour pouvoir absorber la déformation de l'épaisseur de la zone de moindre
épaisseur 43
provoquée par la dilatation du bloc métallique 2.
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Ainsi, lors de la dilatation du bloc métallique 2, les forces appliquées
longitudinalement
par le bloc métallique 2 seront avantageusement transmises en premier lieu aux
zones de
moindre épaisseur 43, ce qui aboutira soit à une déformation, soit une
fracturation
desdites zones de moindre épaisseur 43. Du fait que le reste de l'anode 3,
notamment les
parties de l'anode 3 comprises entre l'un des bords latéraux 33 de l'anode 3
et la paroi
externe de la cavité 42 la plus proche de ce dernier, n'est pas directement
soumise à
l'intégralité des forces appliquées longitudinalement par le bloc métallique,
le risque de
détérioration est considérablement amoindri.
En référence aux figures 4 et 5, on a illustré un autre mode de réalisation de
l'ensemble
.. anodique, respectivement en vue de dessus et en vue en coupe transversale
selon C-C'.
Dans cette variante de réalisation, l'anode 3 ne comporte qu'une seule cavité
42
définissant avec l'évidement 30 une unique zone de moindre épaisseur 43. Cette
zone de
moindre épaisseur 43 sera toutefois suffisante pour limiter le risque de
détérioration de
l'ensemble de l'anode 3.
.. Quel que soit le mode de réalisation, l'anode 3 comprend au moins une
cavité 42 espacée
par rapport à l'évidement 30 de sorte qu'une zone de moindre épaisseur 43 de
l'anode 3
soit formée entre ladite au moins une cavité 42 et ledit évidement 30. L'anode
3
comprend donc au moins une zone de moindre épaisseur 43. La zone de moindre
épaisseur 43 est une structure de l'anode 3 apte à se déformer ou à se
fracturer sous
l'effet de la dilatation du bloc métallique, par exemple selon la direction
longitudinale.
Tel que visible sur les figures 4 et 5, la cavité 42 s'étend transversalement
et
verticalement au-delà d'une projection longitudinale de la paroi interne
latérale
transversale 31. Une telle configuration permet un évanouissement dans la
cavité 42
d'éventuelles fissures s'étendant depuis la paroi interne latérale
transversale selon une
direction principalement longitudinale en s'éloignant légèrement de l'axe C-
C'. Le
dépassement est avantageusement inférieur à 5 cm et de préférence inférieur à
3 cm de
sorte à ne pas fragiliser l'anode 3 et ne pas perturber la distribution du
courant vers la
totalité de la face inférieure de l'anode 3.
La forme de la zone de moindre épaisseur 43, de la cavité 42 et de l'évidement
30 pourra
.. varier en fonction de divers paramètres, tels que, notamment, le matériau
constitutif, les
dimensions et/ou la forme de l'anode 3 et/ou du bloc métallique 2. Notamment,
dans
certains modes de réalisations, la forme de la zone de moindre épaisseur 43
pourra
comporter au moins une interface de fracturation de l'anode 3 configurée de
sorte que la
zone de moindre épaisseur 43 soit apte à se fracturer à ladite au moins une
interface de
fracturation, par exemple sous l'effet d'une contrainte donnée résultant de la
dilatation du
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bloc métallique. Une telle interface de fracturation pourrait jouxter une
surface concave de
l'évidement 30 ou de la cavité 42. Cette surface concave pourrait être
courbée, c'est-à-
dire définissant une courbe (comme par exemple aux extrémités de la cavité 42
de la
figure 6a). La courbe d'une telle surface concave pourrait être configurée de
manière plus
5 .. ou moins accentuée de sorte qu'un effet de concentration de contrainte
dans la zone de
moindre épaisseur 43 puisse être plus ou moins important. La surface concave
pourrait
aussi être angulée, c'est-à-dire définissant un angle entre deux parties de
ladite surface
concave (comme par exemple aux extrémités de la cavité 42 de la figure 6b).
L'angle
d'une telle surface concave pourrait être configuré de manière plus ou moins
accentuée
10 de sorte que l'effet de concentration de contrainte dans la zone de
moindre épaisseur 43
puisse être plus ou moins important.
En référence aux figures 6a à 6e, il est représenté plusieurs exemples
avantageux
d'anode 3 pouvant être utilisés au sein de l'ensemble anodique de la présente
invention.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6a, la zone de moindre épaisseur 43
possède un
profil sensiblement plat et est orientée de manière perpendiculaire à l'axe B-
B' du bloc
métallique 2. La paroi interne latérale transversale 31 de l'évidement 30
jouxtant la zone
de moindre épaisseur 43 et les parois interne et externe de la cavité 42
correspondante
sont, dans ce cas, à profil droit et perpendiculaire à l'axe B-6'.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6b, la zone de moindre épaisseur 43
possède un
profil en deux parties, à savoir une première partie 434 et une deuxième
partie 435 reliées
entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 434, 435
possède
un profil biconvexe, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une épaisseur
plus faible
au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale transversale 31
de
l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 est, dans ce cas, à
profil incurvé,
complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43, et la paroi
interne de la
cavité 42 correspondante possède également un profil incurvé, complémentaire
de celui
de la zone de moindre épaisseur 43.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6c, la zone de moindre épaisseur 43
possède un
profil en deux parties, à savoir une première partie 436 et une deuxième
partie 437 reliées
entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 436, 437
possède
un profil sensiblement plat, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une
épaisseur
plus faible au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale
transversale 31
de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 et la paroi interne
de la cavité
42 correspondante sont, dans ce cas, à profil sensiblement droit et
perpendiculaire à l'axe
B-B', à l'exception de leurs zones respectives qui sont alignées avec la zone
de liaison
430, pour lesquelles le profil est sensiblement triangulaire.
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Dans l'exemple représenté sur la figure 6d, la zone de moindre épaisseur 43
possède un
profil en trois parties, à savoir une partie centrale 431 entourée par deux
parties
d'extrémité 432 et 433. La partie centrale 431 est sensiblement plate et est
orientée de
manière perpendiculaire à l'axe B-B', et les parties d'extrémité 432 et 433
sont orientées
de manière oblique par rapport à la partie centrale 431. La paroi interne
latérale
transversale 31 de l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43
est, dans ce
cas, à profil droit et perpendiculaire à l'axe B-B', et les parois interne et
externe de la
cavité 42 correspondante possèdent un profil sensiblement complémentaire de
celui de la
zone de moindre épaisseur 43.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6e, la zone de moindre épaisseur 43
possède un
profil en deux parties, à savoir une première partie 438 et une deuxième
partie 439 reliées
entre elles au niveau d'une zone de liaison 430. Chacune des parties 438, 439
possède
un profil plano-convexe, et la zone de moindre épaisseur 43 possède une
épaisseur plus
faible au niveau de la zone de liaison 430. La paroi interne latérale
transversale 31 de
l'évidement 30 jouxtant la zone de moindre épaisseur 43 est, dans ce cas, à
profil incurvé,
complémentaire de celui de la zone de moindre épaisseur 43, et la paroi
interne de la
cavité 42 correspondante possède également un profil complémentaire de celui
de la
zone de moindre épaisseur 43. La cavité 42 possède donc, dans ce cas, un
profil en aile
de mouette.
On va maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication d'un ensemble
anodique
selon l'invention, en référence à la figure 7.
Ce procédé de fabrication 100 peut être appliqué pour former un ensemble
anodique 10
dont l'anode 3 possède une unique zone de moindre épaisseur 43 jouxtant l'une
des
parois internes latérales transversales 31 de l'évidement 30.
En variante, ce procédé de fabrication 100 peut aussi être appliqué pour
former un
ensemble anodique 10 dont l'anode 3 possède deux zones de moindre épaisseur 43
disposées de part et d'autre d'un évidement 30, chacune des zones de moindre
épaisseur
43 jouxtant l'une des parois internes latérales transversales 31 de
l'évidement 30.
Lors d'une première étape 101 du procédé de fabrication 100, un bloc
métallique 2
solidarisé avec une tige d'anode 1 est fourni.
Lors d'une deuxième étape 102, une anode carbonée 3 munie d'un évidement 30 et
d'au
moins une cavité 42 est formée. La deuxième étape 102 pourra, dans une
première
variante du procédé, comprendre, préalablement à une étape de moulage de
l'anode
carbonée 3, une étape de mise en place d'un insert dans un moule destiné à
former
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l'anode carbonée 3 de sorte à définir au moins une partie en saillie à
l'intérieur du moule,
ladite partie en saillie étant destinée à former ladite au moins une cavité
42.
Dans une deuxième variante du procédé, la deuxième étape 102 pourra comprendre
une
étape de moulage de l'anode carbonée 3 suivie d'une étape d'usinage de l'anode
carbonée 3 pour former ladite au moins une cavité 42.
Lors de la troisième étape 103, le bloc métallique 2 est introduit à
l'intérieur de l'évidement
30 et l'interstice séparant le bloc métallique 2 de l'anode 3 est rempli d'un
matériau de
scellement de manière à former la zone scellée 41.
On obtient ainsi, avec un procédé facilement industrialisable, un ensemble
anodique 10
selon la présente invention. Ainsi formé, cet ensemble anodique 10 permet de
limiter les
risques de fissures et/ou d'éclatement de l'anode 3 lors de son introduction
dans un bain
cryolithaire.
