FR2607831A1

FR2607831A1 - Ceramic tile for refractory insulation of electrolytic reduction cells, and barrier made with the aid of such tiles

Info

Publication number: FR2607831A1
Application number: FR8614281A
Authority: FR
Inventors: Derek Albon
Original assignee: CLAYBURN REFRACTORIES Ltd
Current assignee: CLAYBURN REFRACTORIES Ltd
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1988-06-10
Also published as: AU6364786A

Abstract

An anticorrosion barrier-tile made of ceramic, intended for the construction of reduction cells employed for the production of aluminium. The tile exhibits a high strength, a reduced absorption, a low air permeability and a very high chemical resistance, so as to prevent the gaseous and molten components of the electrolytic reduction process from reaching the refractory insulant placed under the carbon blocks forming the cathode, inside the cell. The tiles are designed to form a barrier-screen using the combination of their specific physical properties and of their being embedded in each of the beds, and with the tiles of the adjacent bed(s).

Description

La présente invention concerne le revêtement des cellules de réduction électrolytique utilisées pour la production de l'aluminium, et plus particulièrement un écran-barrière imperméable fait de carreaux céramiques anti-corrosion emboités, destiné à empêcher le passage des composants gazeux et en fusion du processus électrolytique dans l'isolation réfractaire située sous les blocs constituant la cathode. The present invention relates to the coating of electrolytic reduction cells used for the production of aluminum, and more particularly to a waterproof barrier screen made of interlocking anti-corrosion ceramic tiles, intended to prevent the passage of gaseous and molten components of the process. electrolytic in the refractory insulation located under the blocks constituting the cathode.

Les cellules utilisées pour la production d'aluminium par électrolyse consistent traditionnellement en une carcasse métallique revêtue d'une isolation thermique comportant une couche isolante interne dans les blocs carbonés constituant la cathode de la cellule. L'isolation réfractaire placée entre la carcasse métallique et les blocs de la cathode est conçue pour assurer la stabilité thermique à l'intérieur des cellules. De nombreux matériaux d'isolation réfractaires ont été utilisés, et le sont toujours, pour réaliser le revêtement du sol des cellules, parmi lesquels les briques isolantes Diatomite, les briques en argile à feu, la poudre d'alumine compactée, la cendre volcanique compactée, les matériaux d'isolation coulables, les blocs de vermiculite, etc.. The cells used for the production of aluminum by electrolysis traditionally consist of a metal carcass coated with thermal insulation comprising an internal insulating layer in the carbon blocks constituting the cathode of the cell. The refractory insulation placed between the metal carcass and the cathode blocks is designed to ensure thermal stability inside the cells. Numerous refractory insulation materials have been used, and are still used, to cover the floor of the cells, including Diatomite insulating bricks, fire clay bricks, compacted alumina powder, compacted volcanic ash. , flowable insulation materials, vermiculite blocks, etc.

Pendant le fonctionnement de la cellule électrolytique, les composants du bain de cryolite en fusion pénètrent progressivement dans la couche carbonée interne des blocs constituant la cathode et peuvent même les traverser pour atteindre finalement les éléments isolants du revêtement du sol de la cellule, où ils se condensent en refroidissant, se cristallisent, et en général détruisent les propriétés isolantes de ces éléments. En outre, il peut se développer des fissures dans la couche carbonée interne en raison des contraintes thermiques en jeu, ces fissures constituant pour les agents corrosifs des voies de passage supplémentaires vers l'isolation réfractaire. During the operation of the electrolytic cell, the components of the molten cryolite bath gradually penetrate into the internal carbon layer of the blocks constituting the cathode and can even pass through them to finally reach the insulating elements of the cell floor covering, where they condense on cooling, crystallize, and in general destroy the insulating properties of these elements. In addition, cracks may develop in the internal carbon layer due to the thermal stresses involved, these cracks constituting additional pathways for the corrosive agents towards the refractory insulation.

La migration des agents corrosifs entre le bain électrolytique de cryolite vers l'isolation refractaire sous-jacente résulte du passage du bain et du métal en fusion à travers les craquelures et fissures de la couche interne et aussi, de manière plus significative, du transfert de la phase vapeur à travers la matrice perméable de la couche. The migration of corrosive agents between the cryolite electrolytic bath towards the underlying refractory insulation results from the passage of the bath and the molten metal through the cracks and fissures of the internal layer and also, more significantly, the transfer of the vapor phase through the permeable matrix of the layer.

Etant donné que la longévité d'une cellule dépend largement de la stabilité thermique maintenue à l'intérieur, on a tenté d'installer différents types de barrières protectrices entre les blocs de la cathode et l'isolation réfractaire sous-jacente, en vue de minimiser la détérioration engendrée par la migration des agents corrosifs. Une des solutions largement mises en oeuvre dans l'industrie consiste à installer un lit-barrière de briques réfractaires de qualité moyenne ou même supérieure immédiatement en dessous des blocs carbonés de la cathode et recouvrant les éléments de l'isolation réfractaire. Ces briques réfractaires sont parfois scellées au morutier, mais le plus souvent celui-ci est omis, à cause du risque d'introduire de l'humidité à l'intérieur des cellules. Since the longevity of a cell largely depends on the thermal stability maintained inside, attempts have been made to install different types of protective barriers between the cathode blocks and the underlying refractory insulation, in order to minimize the deterioration caused by the migration of corrosive agents. One of the solutions widely used in the industry consists in installing a barrier bed of refractory bricks of medium or even higher quality immediately below the carbonaceous blocks of the cathode and covering the elements of the refractory insulation. These refractory bricks are sometimes sealed with the codfish, but more often this one is omitted, because of the risk of introducing humidity inside the cells.

Les problèmes créés par l'installation de ce type de barrières sont de deux ordres : en premier lieu, l'argile réfractaire présente une texture ouverte et est donc relativement très perméable à l'air, c'est-à-dire qu'elle n'offre aucune résistance au transfert de la phase vapeur des agents corrosifs ; un second lieu, étant donné que les briques ne s'emboltent pas les unes dans les autres, des craquelures et des fissures se développent rapidement sur leur pourtour en raison des mouvements qu'effectue le revêtement de la cellule pour s'adapter aux contraintes thermiques normales de fonctionnement. Les fissures ainsi formées permettent ensuite le passage des agents corrosifs vers l'isolation réfractaire sous-jacente, à la fois sous leur forme fondue et sous leur forme gazeuse. The problems created by the installation of this type of barrier are of two types: first, the refractory clay has an open texture and is therefore relatively very permeable to air, that is to say that it does not offer any resistance to the transfer of the vapor phase from corrosive agents; a second place, since the bricks do not float into each other, cracks and cracks develop rapidly around their periphery due to the movements that the coating of the cell makes to adapt to thermal stresses normal operating conditions. The cracks thus formed then allow the passage of corrosive agents to the underlying refractory insulation, both in their molten form and in their gaseous form.

A ltoccasion, les briques de la barrière sont scellées par un lait de mortier, parfois même par des joints exécutés à la truelle, mais les joints de cette nature ont une résistance insuffisante aux températures élevées pour s'opposer aux contraintes thermiques en jeu, de sorte que des craquelures et fissures se développent ici encore et livrent passage aux agents corrosifs vers l'isolation réfractaire sous-jacente. Une autre méthode en vue de former un écran-barrière, largement utilisée elle aussi, consiste à poser les unes sur les autres, en chevauchement, une ou plusieurs tôles métalliques immédiatement sur l'isolation.Dans la pratique, on a constaté que ces feuilles de métal laissent passer un flux latéral de chaleur inégal et incontrôlé vers la carcasse de la cellule, qu'elles gondolent et se tordent sous l'effet d'une dilatation thermique inégale, et qulavec le temps elles s'oxydent et se fragilisent jusqu'à la rupture, autorisant le passage de tous les agents corrosifs vers l'isolation sous-jacente. Actuellement, ce dernier procédé devient de moins en moins attrayant en raison de la tendance à l'augmentation des températures de fonctionnement des cellules. Occasionally, the bricks of the barrier are sealed with a mortar, sometimes even by joints made with a trowel, but joints of this nature have insufficient resistance to high temperatures to oppose the thermal stresses involved, so that cracks and cracks develop again here and give way to corrosive agents to the underlying refractory insulation. Another method of forming a barrier screen, which is also widely used, is to lay one or more overlapping metal sheets immediately on top of the insulation. In practice, these sheets have been found of metal allow an uneven and uncontrolled lateral flow of heat to pass to the cell carcass, that they warp and twist under the effect of uneven thermal expansion, and that over time they oxidize and weaken until at break, authorizing the passage of all corrosive agents to the underlying insulation. Currently, the latter process is becoming less and less attractive due to the trend of increasing cell operating temperatures.

Auparavant, la perte d'isolation pouvait être compensée par une augmentation de l'énergie consommée dans les cellules, mais cette solution est évidemment devenue inacceptable en raison du coût de plus en plus élevé de l'énergie ; en outre, la mise en oeuvre continue de ce procédé rend de plus en plus malaisé le contrôle individuel des cellules installées en série dans une ligne. Previously, the loss of insulation could be compensated by an increase in the energy consumed in the cells, but this solution has obviously become unacceptable due to the increasing cost of energy; in addition, the continuous implementation of this process makes it increasingly difficult to individually control the cells installed in series in a line.

Pour toutes ces raisons, la présente invention présente un carreaubarrière imperméable en céramique destiné à être utilisé comme couche de protection de l'isolation réfractaire située sous la cathode dans les cellules de réduction électrolytique employées pour la production de l'aluminium. Le carreau est prévu pour se relier à ses voisins, par em boitementet chevauchement, en vue de construire une barrière à un, deux ou plusieurs lits ; chaque carreau s'emboite dans ses voisins et les chevauche de manière à éliminer tout joint vertical continu à travers La barrière, avec ou sans scellement au mortier des joints horizontaux entre les faces. For all these reasons, the present invention presents an impermeable ceramic barrier tile intended to be used as a protective layer of the refractory insulation situated under the cathode in the electrolytic reduction cells used for the production of aluminum. The tile is designed to connect to its neighbors, by em limping and overlapping, in order to build a barrier with one, two or more beds; each tile fits into its neighbors and overlaps them so as to eliminate any continuous vertical joint across the barrier, with or without mortar sealing of the horizontal joints between the faces.

D'après la description, l'embo;tement des carreaux s'effectue à l'aide de Languettes et de rainures, mais ceci ne doit pas être pris dans un sens restrictif, pour la bonne raison que d'autres systèmes d'emboitement viendront à l'esprit des professionnels, tels que par exemple des assemblages à mortaises et tenons en queue d'aronde, à chevilles ou à languettes et rainures doubles, l'objectif étant de fournir un mode d'assemblage éliminant tous les joints verticaux continus et de prévenir efficacement tout mouvement des carreaux formant la barrière ; les carreaux individuels seront fabriqués aux dimensions les plus grandes possibles, le but étant une fois encore de réduire à un minimum Le nombre des joints de la barrière ; par exemple 900mm x 600mm, 600 x 300mm, 300 x 150mm, en une épaisseur de jusqu'à 150mm, La taiLLe des carreaux n'étant limitée que par des considérations telles que le gauchissement admissible, le poids individuel, la facilité de manipulation, les dimensions internes des cellules, etc... ; les carreaux auront une résistance à la compression typique comprise entre S et 20
6 (0,102 X 106) Pascal un coefficient d'absorption inférieur à 10% et un coefficient de perméabilité à l'air inférieur à 0,02.10 4m2 ; les carreaux doivent présenter une résistance élevée aux attaques et d la pénétration de l'aluminium et des agents corrosifs en fusion provenant du bain de cryolite et au passage des agents corrosifs gazeux en migration entre ce bain de cryolite et l'isolation sous-jacente. La résistance aux scories des carreaux céramique est fonction de la teneur en silicate alumineux; son effet se combine et s'accroît de ceux du coefficient ultra-faible de perméabilité à l'air et du faible coefficient d'absorption, l'association de ces trois facteurs s'opposant efficacement à La pénétration et réduisant à un minimum la surface interne exposée aux agents destructeurs. La résistance des carreaux n'est pas affectée par le fait que les attaques subies le sont en présence d'un champ électro-magnétique.According to the description, the interlocking of the tiles is carried out using tongues and grooves, but this should not be taken in a restrictive sense, for the good reason that other interlocking systems will come to the mind of professionals, such as for example mortise and tenon joints with dovetails, dowels or double tongues and grooves, the objective being to provide an assembly method eliminating all continuous vertical joints and effectively prevent movement of the tiles forming the barrier; the individual tiles will be made to the largest possible dimensions, the goal once again being to reduce the number of barrier joints to a minimum; for example 900mm x 600mm, 600 x 300mm, 300 x 150mm, in a thickness of up to 150mm, the size of the tiles being limited only by considerations such as permissible warping, individual weight, ease of handling, the internal dimensions of the cells, etc ...; the tiles will have a typical compressive strength between S and 20
6 (0.102 X 106) Pascal an absorption coefficient less than 10% and a coefficient of air permeability less than 0.02.10 4m2; the tiles must have a high resistance to attack and to the penetration of aluminum and molten corrosive agents coming from the cryolite bath and to the passage of gaseous corrosive agents migrating between this cryolite bath and the underlying insulation. The slag resistance of ceramic tiles is a function of the content of aluminous silicate; its effect combines and increases with that of the ultra-low coefficient of air permeability and the low absorption coefficient, the combination of these three factors effectively opposing penetration and reducing to a minimum the surface internal exposed to destructive agents. The resistance of the tiles is not affected by the fact that the attacks suffered are in the presence of an electromagnetic field.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
La figure 1 est une vue en perspective d'un carreau en céramique suivant l'invention.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
Figure 1 is a perspective view of a ceramic tile according to the invention.

La figure 2 est une section transversale du carreau apparié à celui de la figure 1. FIG. 2 is a cross section of the tile paired with that of FIG. 1.

La figure 3 est une vue en perspective d'une barrière réalisée à l'aide des carreaux céramiques des figures 1 et 2. FIG. 3 is a perspective view of a barrier produced using the ceramic tiles of FIGS. 1 and 2.

La figure 4 et sa contre-partie la figure 5, la figure 6 et sa contre-partie la figure 7, la figure 8 et sa contre-partie la figure 9 représentent des carreaux semblables à ceux des figures 1 et 2 mais dotés de différents systèmes d'emboitement. Figure 4 and its counterpart Figure 5, Figure 6 and its counterpart Figure 7, Figure 8 and its counterpart Figure 9 represent tiles similar to those of Figures 1 and 2 but with different nesting systems.

I1 est clair que les carreaux appariés des figures 4 et 5, des figures 6 et 7 et des figures 8 et 9 s'emboitent respectivement l'un dans l'autre pour former des barrières similaires à celle illustrée à la figure 3. It is clear that the paired tiles of FIGS. 4 and 5, of FIGS. 6 and 7 and of FIGS. 8 and 9 fit into each other respectively to form barriers similar to that illustrated in FIG. 3.

La figure 10 est une vue en perspective d'une deuxième forme de réalisation de l'invention. Figure 10 is a perspective view of a second embodiment of the invention.

La figure 11 est une vue en perspective d'une barrière réalisée à l'aide des carreaux de la figure 10. FIG. 11 is a perspective view of a barrier produced using the tiles of FIG. 10.

Les figures 12, 13 et 14 montrent des carreaux semblables à celui de la figure 10 mais dotés d'autres systèmes d'emboitement. I1 va de soi que les carreaux des figures 12, 13 et 14 peuvent être respectivement utilisés en emboitement pour réaliser des barrières similaires à celle de la figure 11. Figures 12, 13 and 14 show tiles similar to that of Figure 10 but with other interlocking systems. It goes without saying that the tiles of FIGS. 12, 13 and 14 can be respectively used in interlocking to produce barriers similar to that of FIG. 11.

La figure 15 est une vue en perspective d'une barrière à trois lits réalisée à l'aide des carreaux céramiques des figures 1, 2 et 10. FIG. 15 is a perspective view of a three-bed barrier produced using the ceramic tiles of FIGS. 1, 2 and 10.

On peut se rendre compte que les carreaux des figures 4, 5 et 12, des figures 6, 7 et 13 et des figures 8, 9 et 14 peuvent être utilisés respectivement en embottement pour réaliser des barrières à trois lits similaires à celle de la figure 15. It can be seen that the tiles of FIGS. 4, 5 and 12, of FIGS. 6, 7 and 13 and of FIGS. 8, 9 and 14 can be used respectively in embedding to make barriers with three beds similar to that of the figure 15.

La figure 16 est une vue en perspective de différentes variantes des extrémités emboitables des carreaux. Figure 16 is a perspective view of different variants of the nestable ends of the tiles.

La figure 1 illustre une forme de réalisation des carreaux conformes à la présente invention. Le carreau 10 est pourvu à l'une de ses extrémités d'une languette 11 correspondant à la rainure 12 de l'extrémité opposée. Cette disposition permet de joindre les carreaux bout à bout en les emboîtant les uns dans les autres, et élimine tout joint vertical continu à travers toute l'épaisseur. En outre, les carreaux de la figure 1 possèdent au moins une languette 13 courant le long d'une des faces principales 14. Ces languettes sont conçues pour correspondre aux rainures 15 d'une des faces principales du carreau apparié 17 représenté à la figure 2. Les carreaux 10 et 17 des figures 1 et 2 ont chacun une surface principale lisse. Figure 1 illustrates an embodiment of the tiles according to the present invention. The pane 10 is provided at one of its ends with a tongue 11 corresponding to the groove 12 of the opposite end. This arrangement makes it possible to join the tiles end to end by nesting them one inside the other, and eliminates any continuous vertical joint across the entire thickness. In addition, the tiles of Figure 1 have at least one tab 13 running along one of the main faces 14. These tabs are designed to correspond to the grooves 15 of one of the main faces of the paired tile 17 shown in Figure 2 The tiles 10 and 17 in Figures 1 and 2 each have a smooth main surface.

On peut ainsi réaliser à l'aise de ces carreaux la configuration illustrée par la figure 3. Comme on le voit, les carreaux 10 et 17 s'assemblent sans qu'il se crée de joints verticaux continus traversant de part en part la barrière ainsi formée. Ceci est obtenu par le décalage latéral, les uns par rapport aux autres, des joints verticaux de chacune des couches jumelles qui constituent la barrière, et se trouve facilité par l'existence de carreaux de différentes longueurs et largeurs, soit de demi-carreaux en demi-longueur ou demi-largeur et de quarts de carreaux en demi-longueur et demi-largeur.Dans certains cas, on peut utiliser d'autres réductions du carreau initial, les dimensions typiques peuvent être par exemple de 300 x 150 x 30mm pour le carreau de base des figures 1 et 2, avec des demi-carreaux de 300 x 75 x 30mm et de 150 x 150 x 30mm et des quarts de carreaux de 150 x 75 > 30mm servant pour accomoder les demi-décalages des joints. We can thus easily realize these tiles the configuration illustrated in Figure 3. As we can see, the tiles 10 and 17 are assembled without the creation of continuous vertical joints crossing right through the barrier and formed. This is obtained by the lateral offset, with respect to each other, of the vertical joints of each of the twin layers which constitute the barrier, and is facilitated by the existence of tiles of different lengths and widths, that is to say half-tiles in half-length or half-width and quarter of tiles in half-length and half-width. In some cases, other reductions of the initial tile can be used, the typical dimensions may be for example 300 x 150 x 30mm for the basic tile of Figures 1 and 2, with half-tiles of 300 x 75 x 30mm and 150 x 150 x 30mm and quarter-tiles of 150 x 75> 30mm used to accommodate the half-offsets of the joints.

Les carreaux des figures 1 et 2 peuvent être utilisés seuls pour réaliser une barrière à un seul lit, mais il est préférable de les utiliser conjointement pour construire une barrière à deux lits semblable à celle de la figure 3, par emboîtement décalé, de manière à éliminer tout joint vertical continu à travers la barrière. The tiles of Figures 1 and 2 can be used alone to make a barrier with a single bed, but it is preferable to use them together to build a barrier with two beds similar to that of Figure 3, by interlocking offset, so as to eliminate any continuous vertical joints across the barrier.

Les carreaux représentés par les figures 4 à 9 illustrent des variantes du système d'emboîtement commenté sur la base des figures 1.à 3. The tiles represented by FIGS. 4 to 9 illustrate variants of the interlocking system commented on the basis of FIGS. 1 to 3.

Les figures 4 et 5 montrent un emboîtement en queue d'aronde. Les mortaises 22 et 25 forment respectivement des joints emboîtés avec les tenons 21 et 23. Figures 4 and 5 show a dovetail fitting. The mortises 22 and 25 respectively form nested joints with the studs 21 and 23.

Les figures 6 et 7 représentent un système à chevilles. Les chevilles 33 du carreau 30 correspondent aux logements 35 du carreau 37. Les saillies 43 en forme de grille du carreau 40 des figures 8 et 9 correspondent aux empreintes 45 du carreau 47. Figures 6 and 7 show a dowel system. The pegs 33 of the pane 30 correspond to the housings 35 of the pane 37. The projections 43 in the form of a grid of the pane 40 of FIGS. 8 and 9 correspond to the imprints 45 of the pane 47.

Les carreaux 50 de la figure 10 sont conçus pour les applications où l'on souhaite installer des barrières à deux ou plus de deux lits, mais où, pour des raisons d'inventaire ou autres, on désire utiliser un seul type de carreaux. Comme dans les cas précédents, ces carreaux possèdent une languette 51 à l'une de leurs extrémités, et une rainure 52 à l'extrémité opposée. Chaque carreau comporte en plus une ou plusieurs languettes 53 le long d'une de leurs faces principales 54, et une ou plusieurs rainures 55 correspondantes sur l'autre face principale 56. Les carreaux peuvent être superposés de la manière représentée à la figure 11 pour obtenir la même disposition décalée qu'à la figure 3. Ici aussi, il existe des demi-carreaux et des quats de carreau.Bien que les barrières de ce type présentent l'inconvénient de se terminer par une rainure à l'une de leurs extrémités, et par une languette à l'autre, elles n'en offrent pas moins tous les avantages des barrières imperméables. I1 va de soi également que l'on peut rajouter leurs performances. Les carreaux de la figure 10 peuvent avoir les mêmes dimensions que celles données plus haut, bien que des dimensions différentes puissent être utilisées de la même manière. The tiles 50 of FIG. 10 are designed for applications where it is desired to install barriers with two or more than two beds, but where, for inventory or other reasons, it is desired to use only one type of tile. As in the previous cases, these tiles have a tongue 51 at one of their ends, and a groove 52 at the opposite end. Each tile also has one or more tabs 53 along one of their main faces 54, and one or more corresponding grooves 55 on the other main face 56. The tiles can be superimposed as shown in FIG. 11 for obtain the same offset arrangement as in FIG. 3. Here too, there are half-tiles and quats of diamonds. Although the barriers of this type have the disadvantage of ending in a groove at one of their ends, and by a tab to the other, they nevertheless offer all the advantages of waterproof barriers. I1 also goes without saying that we can add their performance. The tiles of Figure 10 can have the same dimensions as those given above, although different dimensions can be used in the same way.

Les figures 12, 13 et 14 montrent d'autres formes de réalisation du carreau de la figure 10. I1 est à noter que celles-ci permettent d'envisager des combinaisons similaires à celles des figures 4 à 9. FIGS. 12, 13 and 14 show other embodiments of the tile of FIG. 10. It should be noted that these make it possible to envisage combinations similar to those of FIGS. 4 to 9.

Les carreaux des figures 1, 2 et 10 peuvent être employés pour construire des barrières à trois lits ou plus, comme on le voit à la figure 15, les lits supplémentaires de carreaux selon la figure 10 étant insérés entre les carreaux à une face lisse des figures 1 et 2. Chaque nouveau lit est décalé d'un demi-carreau et emboîté par le système de languettes et rainures de telle manière qu'aucun joint vertical continu ne traverse l'épaisseur de la barrière ainsi constituée. The tiles of Figures 1, 2 and 10 can be used to build barriers with three or more beds, as seen in Figure 15, the additional tile beds of Figure 10 being inserted between the tiles on one smooth side of the Figures 1 and 2. Each new bed is offset by a half-pane and fitted by the system of tongues and grooves so that no continuous vertical joint crosses the thickness of the barrier thus formed.

En plan, les lits impairs 1, 3 et ainsi de suite répondent au même schéma de pose, et les lits pairs 2, 4, etc.. sont décalés d'un demi-carreau, comme on le voit sur la figure 15. In plan, the odd beds 1, 3 and so on correspond to the same installation scheme, and the even beds 2, 4, etc. are offset by half a pane, as seen in FIG. 15.

La forme géométrique des carreaux empêche efficacement les mouvements latéraux ou autres, grâce à l'emboîtement des languettes et rainures des lits adjacents, et permet d'obtenir des barrières insensibles aux forces d'expansion, therniques ou autres, qui tendraient à menacer leur intégrité. The geometric shape of the tiles effectively prevents lateral or other movements, thanks to the interlocking of the tongues and grooves of the adjacent beds, and makes it possible to obtain barriers insensitive to the forces of expansion, thernic or other, which would tend to threaten their integrity. .

En outre, l'emboîtement des carreaux bloque et élimine les joints verticaux continus à travers la barrière grâce au décalage d'un demicarreau, ou d'une autre valeur, entre les joints d'un lit donné par rapport aux joints des lits suivants ou adjacents, et par la liaison bout à bout des carreaux par les languettes et rainures. Les systèmes d'emboitement permettent donc d'obtenir. une barrière ininterrompue empêchant le passage des agents corrosifs vers l'isolation réfractaire située en dessous. In addition, the interlocking of the tiles blocks and eliminates the continuous vertical joints across the barrier thanks to the offset of a half-tile, or of another value, between the joints of a given bed with respect to the joints of the following beds or adjacent, and by the end-to-end connection of the tiles by the tongues and grooves. Interlocking systems therefore make it possible to obtain. an uninterrupted barrier preventing the passage of corrosive agents towards the refractory insulation situated below.

Le type d'embo;tement bout à bout n'a aucun effet restrictif en ce qui concerne la portée de l'invention, d'autres solutions pouvant être envisagées en vue de réaliser le concept de base. La figure 16 présente quatre variantes possibles. The type of end-to-end fitting has no restrictive effect as regards the scope of the invention, other solutions being able to be envisaged with a view to achieving the basic concept. Figure 16 shows four possible variants.

Bien que les carreaux emboités de la configuration préférée permettent de réaliser une barrière efface sans jointoyage au mortier, il va de soi que la protection peut encore être accrue de cette manière, dans les cas ou l'emploi d'un tel mortier de liai son est acceptable. Although the nested tiles of the preferred configuration make it possible to produce an erased barrier without grouting with the mortar, it goes without saying that the protection can be further increased in this way, in the cases where the use of such a mortar is necessary. is acceptable.

Le tableau 1 ci-dessous reprend les propriétés physiques et chimiques typiques qui se sont révélées satisfaisantes pour Les carreaux faisant l'objet de L'invention. Table 1 below shows the typical physical and chemical properties which have proved satisfactory for the tiles which are the subject of the invention.

TABLEAU 1
Masse volumique apparente (ASTM C20) (1,5 - 2,5) 103kg/m3
Résistance à La compression à froid (ASTM C67) 4 - 20 (0,102 x 106) Pascal
Absorption (ASTM C20) 1 à 10%
Perméabilité à L'air (0,00001 - 0,0200) 10 4m2
Composition chimique
Dioxyde de silicium SiO2 35 - 80X
Oxyde d'aluminium AL203 10 - 50X
Ces propriétés confèrent aux carreaux leur résistance aux attaques des complexes corrosifs associés au processus électrolytique, et, plus important encore, elles empechent le passage de la phase gazeuse de ces complexes à travers le carreau. Les carreaux résistent également aux attaques de l'aluminium en fusion.En particulier, le coefficient d'absorption de 1 à 8X est de 2 à 3 fois inférieur à celui des réfractaires courants et empêche efficacement la pénétration des agents corrosifs dans la matrice du carreau. La perméabilité à l'air est de 60 à 70 fois inférieure à celle des argiles réfractaires ordinaires, et cette propriété réduit à un minimum le passage des gaz corrosifs à travers les carreaux et vers l'isolation réfractaire sous-jacente. Ces propriétés se maintiennent jusqu a des températures de l'ordre de 1200"C, ainsi qu'à l'intérieur d'un champ électro-magnétique puissant.TABLE 1
Bulk density (ASTM C20) (1.5 - 2.5) 103kg / m3
Resistance to cold compression (ASTM C67) 4 - 20 (0.102 x 106) Pascal
Absorption (ASTM C20) 1 to 10%
Air permeability (0.00001 - 0.0200) 10 4m2
Chemical composition
Silicon dioxide SiO2 35 - 80X
Aluminum oxide AL203 10 - 50X
These properties give the tiles their resistance to attack by corrosive complexes associated with the electrolytic process, and, more importantly, they prevent the passage of the gas phase of these complexes through the tile. The tiles also resist attacks by molten aluminum, in particular the absorption coefficient from 1 to 8X is 2 to 3 times lower than that of common refractories and effectively prevents the penetration of corrosive agents into the matrix of the tile. . Air permeability is 60 to 70 times lower than that of ordinary refractory clays, and this property minimizes the passage of corrosive gases through the tiles and to the underlying refractory insulation. These properties are maintained up to temperatures of the order of 1200 "C, as well as inside a strong electromagnetic field.

La méthode préférée de fabrication des carreaux céramiques est celle de l'extrusion ou du refoulement de pâte dure, ces procédés étant particulièrement avantageux quand le mélange céramique de base contient une proportion d'argile réfractaire du type kaolinique en addition à d'autres argiles et chamottes moulues moins réfractaires, en raison du fait que les cristaux plats de kaolinite, en forme de plaquettes, s'alignent horizontalement selon la surface du carreau extrudé et réduisent ainsi la perméabilité à l'air surface-surface à travers l'épaisseur du carreau. Après extrusion, les carreaux sont séchés et ensuite étuvés jusqu'à maturité dans un four tunnel.
I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécutions décrits par tous autres équivalents. The preferred method of manufacturing ceramic tiles is that of the extrusion or delivery of hard paste, these processes being particularly advantageous when the basic ceramic mixture contains a proportion of refractory clay of the kaolin type in addition to other clays and less refractory ground chamottes, due to the fact that the flat kaolinite crystals, in the form of platelets, align horizontally with the surface of the extruded tile and thus reduce the surface-surface air permeability through the thickness of the tile . After extrusion, the tiles are dried and then steamed to maturity in a tunnel oven.
It should moreover be understood that the foregoing description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the details of executions described by all other equivalents.

Claims

REVENDICATIONS

1. Carreau céramique destiné à former au moins une couche protectrice pour l'isolation réfractaire des cellules de réduction électrolytique, caractérisé en ce qu'il est conçu pour s'emboîter dans les carreaux -similaires adjacents. 1. Ceramic tile intended to form at least one protective layer for the refractory insulation of electrolytic reduction cells, characterized in that it is designed to fit into adjacent -similar tiles.

2. Carreau conforme à la revendication 1, les cellules de réduction électrolytique étant les cellules destinées à la production d'aluminium. 2. Tile according to claim 1, the electrolytic reduction cells being the cells intended for the production of aluminum.

3. Carreau conforme à la revendication 1, ladite isolation réfractaire étant située entre la carcasse métallique desdites cellules électrolytiques et les blocs carbonés de la cathode étant disposés à proximité du sol desdites cellules électrolytiques, les carreaux céramiques étant placés entre lesdits blocs carbonés de la cathode et ladite isolation réfractaire, de manière à former une barrière de protection de ladite isolation. 3. Tile according to claim 1, said refractory insulation being located between the metal carcass of said electrolytic cells and the carbon blocks of the cathode being arranged close to the ground of said electrolytic cells, the ceramic tiles being placed between said carbon blocks of the cathode and said refractory insulation, so as to form a protective barrier for said insulation.

4. Carreau conforme à la revendication 1, présentant une languette le long d'un des bords et une rainure le long du bord opposé, ou tout autre système permettant d'emboîter les carreaux, par exemple par enture à mi-épaisseur. 4. Tile according to claim 1, having a tongue along one of the edges and a groove along the opposite edge, or any other system making it possible to fit the tiles, for example by mid-thickness cut.

5. Barrière composée d'un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 4 et disposés dans un même plan par emboîtement au moyen desdites languettes et rainures d'extrémité ou d'autres systèmes. 5. Barrier composed of a number of tiles according to claim 4 and arranged in the same plane by interlocking by means of said tongues and end grooves or other systems.

6. Carreau conforme à la revendication 4, présentant en outre au moins une languette le long d'une des faces principales. 6. Tile according to claim 4, further having at least one tongue along one of the main faces.

7. Carreau conforme à la revendication 4, présentant en outre au moins une rainure le long d'une des faces principales. 7. Tile according to claim 4, further having at least one groove along one of the main faces.

8. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs languettes le long d'une des faces principales. 8. Tile according to claim 4, having several tongues along one of the main faces.

9. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs rainures le long d'une des faces principales. 9. Tile according to claim 4, having several grooves along one of the main faces.

10. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins une mortaise le long d'une des faces principales. 10. Tile according to claim 4, having at least one mortise along one of the main faces.

11. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins un tenon le long d'une des faces principales. 11. Tile according to claim 4, having at least one stud along one of the main faces.

12. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs mortaises le long d'une des faces principales. 12. Tile according to claim 4, having several mortises along one of the main faces.

13. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs tenons le long d'une des faces principales. 13. Tile according to claim 4, having several studs along one of the main faces.

14. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins une cheville sur une des faces principales. 14. Tile according to claim 4, having at least one pin on one of the main faces.

15. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins un logement de cheville sur une des faces principales. 15. Tile according to claim 4, having at least one peg housing on one of the main faces.

16. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs chevilles sur une des faces principales. 16. Tile according to claim 4, having several pins on one of the main faces.

17. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs logements de chevilles sur une des faces principales. 17. Tile according to claim 4, having several housing dowels on one of the main faces.

18. Carreau conforme à la revendication 4, présentant des saillies en forme de grille sur une des faces principales. 18. Tile according to claim 4, having grid-shaped projections on one of the main faces.

19. Carreau conforme à la revendication 4, présentant des empreintes en forme de grille sur une des faces pr'incipales. 19. Tile according to claim 4, having fingerprints in the form of a grid on one of the main faces.

20. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 6 et 7, assemblés par emboîtement. 20. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 6 and 7, assembled by interlocking.

21. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 8 et 9, assemblés par emboîtement. 21. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 8 and 9, assembled by interlocking.

22. Barriere à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 10 et 11, assemblés par emboîtement. 22. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 10 and 11, assembled by interlocking.

23. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 12 et 13, assemblés par emboîtement. 23. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 12 and 13, assembled by interlocking.

24. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 14 et 15, assemblés par emboltement. 24. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 14 and 15, assembled by embossing.

25. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 16 et 17 assemblés par emboîtement. 25. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 16 and 17 assembled by interlocking.

26. Barrière à deux ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes aux revendications 18 et 19, assemblés par emboîtement. 26. Barrier with two or more beds comprising a number of tiles according to claims 18 and 19, assembled by interlocking.

27. Carreau conforme à la revendication 4, présentant en outre au moins une languette le long d'une des faces principales et une rainure correspondante le long de la face principale opposée. 27. Tile according to claim 4, further having at least one tongue along one of the main faces and a corresponding groove along the opposite main face.

28. Carreau conforme à la revendication 4, présentant en outre plusieurs languettes le long d'une des faces principales et plusieurs rainures le long de la face principale opposée. 28. Tile according to claim 4, further having several tongues along one of the main faces and several grooves along the opposite main face.

29. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins une mortaise le long d'une des faces principales et un tenon le long de la face principale opposée. 29. Tile according to claim 4, having at least one mortise along one of the main faces and a tenon along the opposite main face.

30. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs mortaises le long d'une des faces principales et plusieurs tenons le long de la face principale opposée. 30. Tile according to claim 4, having several mortises along one of the main faces and several tenons along the opposite main face.

31. Carreau conforme à la revendication 4, présentant au moins une cheville sur une des faces principales et au moins un logement de cheville sur la face principale opposée. 31. Tile according to claim 4, having at least one dowel on one of the main faces and at least one dowel housing on the opposite main face.

32. Carreau conforme à la revendication 4, présentant plusieurs chevilles sur une des faces principales et plusieurs logements de chevilles sur la face principale opposée. 32. Tile according to claim 4, having several pins on one of the main faces and several pins housings on the opposite main face.

33. Carreau conforme à la revendication 4, présentant des saillies en forme de grille sur une des faces principales, et des empreintes en forme de grille sur la face principale opposée. 33. Tile according to claim 4, having grid-shaped projections on one of the main faces, and grid-shaped imprints on the opposite main face.

34. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 27, assemblés par emboîtement. 34. Barrier with one or more beds comprising a number of tiles according to claim 27, assembled by interlocking.

35. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 28, assemblés par emboîtement. 35. Barrier with one or more beds comprising a number of tiles according to claim 28, assembled by interlocking.

36. Barrière conforme à la revendication 34, dans laquelle lesdits carreaux sont superposés en lits emboîtés. 36. Barrier according to claim 34, wherein said tiles are superimposed in nested beds.

37. Barrière conforme à la revendication 35, dans laquelle lesdits carreaux sont emboîtés à l'intérieur de chaque lit et dans les carreaux du ou des lits adjacents. 37. Barrier according to claim 35, wherein said tiles are fitted inside each bed and in the tiles of the adjacent bed or beds.

38. Barrière à deux ou plusieurs lits conforme à la revendication 37, dans laquelle chacun des lits est décalé par rapport aux autres de manière à éliminer tout joint vertical continu à travers la barrière. 38. A barrier with two or more beds according to claim 37, in which each of the beds is offset from the others so as to eliminate any continuous vertical joint across the barrier.

39. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 29, assemblés par emboitement. 39. Barrier with one or more beds comprising a certain number of tiles according to claim 29, assembled by interlocking.

40. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 30, assemblés par emboîtement. 40. Barrier with one or more beds comprising a certain number of tiles according to claim 30, assembled by interlocking.

41. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 31, assemblés par emboîtement. 41. Barrier with one or more beds comprising a number of tiles according to claim 31, assembled by interlocking.

42. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 32, assemblés par emboîtement. 42. Barrier with one or more beds comprising a certain number of tiles according to claim 32, assembled by interlocking.

43. Barrière à un ou plusieurs lits comprenant un certain nombre de carreaux conformes à la revendication 33, assemblés par emboîtement. 43. Barrier with one or more beds comprising a certain number of tiles according to claim 33, assembled by interlocking.

44. Barrière conforme à la revendication 39, dans laquelle lesdits carreaux sont superposés en lits emboîtés. 44. Barrier according to claim 39, wherein said tiles are superimposed in nested beds.

45. Barrière conforme à la revendication 40, dans laquelle lesdits carreaux sont assemblés à emboîtement à la fois à l'intérieur de chaque lit et dans les carreaux du ou des lits adjacents. 45. Barrier according to claim 40, wherein said tiles are assembled interlocking both inside each bed and in the tiles of the adjacent bed or beds.

46. Barrière à deux ou plusieurs lits conforme à la revendication 45, dans laquelle chacun des lits est décalé par rapport aux autres de manière à éliminer tout joint vertical continu à travers la barrière. 46. A barrier with two or more beds according to claim 45, in which each of the beds is offset from the others so as to eliminate any continuous vertical joint across the barrier.

47. Barrière conforme à la revendication 41, dans laquelle lesdits carreaux sont superposés en lits emboîtés. 47. Barrier according to claim 41, wherein said tiles are superimposed in nested beds.

48. Barrière conforme à la revendication 42, dans laquelle lesdits carreaux sont emboîtés à la fois à l'intérieur de chaque lit et dans les carreaux du ou des lits adjacents. 48. A barrier according to claim 42, in which said tiles are fitted both inside each bed and in the tiles of the adjacent bed or beds.

49. Barrière à deux ou plusieurs lits conforme à la revendication 43, dans laquelle chacun des lits est décalé par rapport aux autres de manière à éliminer tout joint vertical continu à travers la barrière. 49. A barrier with two or more beds according to claim 43, in which each of the beds is offset from the others so as to eliminate any continuous vertical joint across the barrier.

50. Barrière conforme à la revendication 43, dans laquelle lesdits carreaux sont emboîtés à la fois à l'intérieur de chaque lit et dans les carreaux du ou des lits adjacents. 50. A barrier according to claim 43, in which said tiles are fitted both inside each bed and in the tiles of the adjacent bed or beds.

51. Carreau conforme à la revendication 1, présentant au moins une mortaise le long d'un des bords et au moins un tenon le long du bord opposé. 51. Tile according to claim 1, having at least one mortise along one of the edges and at least one tenon along the opposite edge.

52. Carreau conforme à la revendication 1, présentant plusieurs mortaises le long d'un des bords et plusieurs tenons le long du bord opposé. 52. Tile according to claim 1, having several mortises along one of the edges and several tenons along the opposite edge.

53. Carreau conforme à la revendication 1, présentant un coefficient d'absorption inférieur à 10% et une perméabilité à l'air inférieure à 0,02 unité c.g.s. 53. Tile according to claim 1, having an absorption coefficient of less than 10% and a permeability to air of less than 0.02 c.g.s.

54. Barrière conforme à la revendication 5, formant un tout monolithique et stable par emboîtement des carreaux, sans jointoyage au mortier. 54. Barrier according to claim 5, forming a monolithic and stable whole by fitting the tiles, without grouting with mortar.

55. Barrière conforme à la revendication 5, formant un tout monolithique et stible par emboîtement des carreaux, avec jointoyage au mortier. 55. Barrier according to claim 5, forming a monolithic and stable whole by interlocking of the tiles, with grouting with mortar.