OA17793A - Aluminum plant including an electrical compensation circuit - Google Patents
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Abstract
Cette aluminerie comprend une file de cuves (50) agencées transversalement par rapport à la longueur de la file, l'une des cuves (50) comprenant une anode (52), des conducteurs (54) électriques de montée et de connexion s'étendant vers le haut le long de deux bords longitudinaux opposés de la cuve (50) pour conduire le courant d'électrolyse vers l'anode (52), et une cathode (56) traversée par des conducteurs (55) cathodiques reliés à des sorties cathodiques reliées à des conducteurs d'acheminement pour acheminer le courant d'électrolyse vers des conducteurs électriques de montée et de connexion de la cuve (50) suivante. De plus, l'aluminerie comprend un circuit électrique de compensation, distinct du circuit électrique parcouru par le courant d'électrolyse, s'étendant sous les cuves (50) et pouvant être parcouru par un courant de compensation circulant sous les cuves (50), en sens inverse du sens de circulation global du courant d'électrolyse. This aluminum smelter comprises a row of tanks (50) arranged transversely with respect to the length of the line, one of the tanks (50) comprising an anode (52), electrical conductors (54) for rising and connecting extending upwards along two opposite longitudinal edges of the vessel (50) to conduct the electrolysis current to the anode (52), and a cathode (56) through which cathode conductors (55) connected to cathode outputs connected to routing conductors for conveying the electrolysis current to electrical conductors for rising and connecting the next tank (50). In addition, the aluminum smelter includes an electrical compensation circuit, separate from the electrical circuit through which the electrolysis current flows, extending under the tanks (50) and being able to be traversed by a compensation current flowing under the tanks (50). , in the opposite direction to the overall direction of flow of the electrolysis current.
Description
ALUMINERIE COMPRENANT UN CIRCUIT ÉLECTRIQUE DE COMPENSATIONALUMINERY INCLUDING AN ELECTRICAL COMPENSATION CIRCUIT
La présente invention concerne une aluminerie, une méthode d’utilisation de cette aluminerie et un procédé de brassage de l’alumine dans les cuves d’électrolyse de cette aluminerie.The present invention relates to an aluminum smelter, a method of using this smelter and a process for brewing the alumina in the electrolysis tanks of this smelter.
Il est connu de produire l’aluminium industriellement à partir d’alumine par électrolyse selon le procédé de Hall-Héroult. A cet effet, on prévoit une cuve d’électrolyse comprenant un caisson en acier à l’intérieur duquel est agencé un revêtement en matériaux réfractaires, une cathode en matériau carboné, traversée par des conducteurs cathodiques destinés à collecter le courant d’électrolyse à la cathode pour le conduire jusqu’à des sorties cathodiques traversant le fond ou les côtés du caisson, des conducteurs d’acheminement s’étendant sensiblement horizontalement jusqu’à la cuve suivante depuis les sorties cathodiques, un bain électrolytique dans lequel est dissout l’alumine, au moins un ensemble anodique comportant au moins une anode plongée dans ce bain électrolytique, un cadre anodique auquel est suspendu l’ensemble anodique, et des conducteurs de montée du courant d’électrolyse, s’étendant de bas en haut, reliés aux conducteurs d’acheminement de la cuve d’électrolyse précédente pour acheminer le courant d’électrolyse depuis les sorties cathodiques jusqu’au cadre anodique et à l’ensemble anodique et l’anode de la cuve suivante. Les anodes sont plus particulièrement de type anodes précuites avec des blocs carbonés précuits, c’est-à-dire cuits avant introduction dans la cuve d’électrolyse.It is known to produce aluminum industrially from alumina by electrolysis according to the Hall-Héroult process. For this purpose, an electrolysis cell is provided comprising a steel box inside which is arranged a coating of refractory materials, a cathode of carbonaceous material, through which cathode conductors intended to collect the electrolysis current at the cathode to lead it to cathode outputs passing through the bottom or sides of the box, routing conductors extending substantially horizontally to the next tank from the cathode outputs, an electrolytic bath in which the alumina is dissolved , at least one anode assembly comprising at least one anode immersed in this electrolytic bath, an anode frame from which the anode assembly is suspended, and conductors for raising the electrolysis current, extending from bottom to top, connected to the conductors from the previous electrolytic cell to route the electrolysis current from the cathode outputs to the anode frame and to the anode assembly and the ’Anode of the next tank. The anodes are more particularly of the prebaked anode type with prebaked carbonaceous blocks, that is to say baked before introduction into the electrolytic cell.
Les usines de production d’aluminium, ou alumineries, comprennent traditionnellement plusieurs centaines de cuves d’électrolyse, alignées transversalement en files parallèles tAluminum production plants, or smelters, traditionally include several hundred electrolytic cells, aligned transversely in parallel rows t
et connectées en série.and connected in series.
Ces cuves d’électrolyse sont parcourues par un courant d’électrolyse de l’ordre de plusieurs centaines de milliers d’Ampères, ce qui crée un champ magnétique important. La composante verticale de ce champ magnétique, générée principalement par les conducteurs d’acheminement conduisant le courant d’une cuve d’électrolyse à la suivante, est connue pour provoquer des instabilités appelées instabilités magnétohydrodynamiques (MHD).These electrolysis cells carry an electrolysis current of the order of several hundred thousand Amps, which creates a strong magnetic field. The vertical component of this magnetic field, generated mainly by the conductors carrying current from one electrolytic cell to the next, is known to cause instabilities called magnetohydrodynamic instabilities (MHD).
Ces instabilités MHD sont connues pour dégrader le rendement du procédé. Plus une cuve est instable, plus la distance interpolaire entre l’anode et la nappe de métal doit être élevée. Or, plus la distance interpolaire est importante, plus la consommation énergétique du procédé est élevée car dissipée par effet Joule dans l’espace interpolaire.These MHD instabilities are known to degrade the efficiency of the process. The more unstable a cell, the greater the interpolar distance between the anode and the sheet of metal must be. However, the greater the interpolar distance, the higher the energy consumption of the process, since it is dissipated by the Joule effect in the interpolar space.
D’autre part, la composante horizontale du champ magnétique, générée par l’ensemble du parcours du courant électrique, aussi bien dans les conducteurs situés à l’intérieur de la cuve que ceux situés à l’extérieur, interagit avec le courant électrique traversant les liquides, ce qui engendre une déformation stationnaire de la nappe de métal. La dénivellation de la nappe de métal occasionnée doit rester suffisamment faible pour que les anodes soient consommées de façon uniforme avec peu de déchet. Pour obtenir une faible dénivellation, il est nécessaire que les composantes horizontales du champ magnétique soient le plus antisymétrique possible dans les liquides (bain électrolytique et nappe de métal). Pour la composante longitudinale ou transversale du champ magnétique qui constituent les composantes horizontales, par antisymétrique on entend que lorsque l’on se déplace perpendiculairement à l’axe central de la cuve, parallèle à la composante considérée du champ, et lorsque l’on se situe à égale distance de part et d’autre de cet axe central, la valeur de la composante considérée est opposée. L’antisymétrie des composantes horizontales du champ magnétique est la configuration fournissant la déformée d’interface la plus symétrique et la plus plate possible dans la cuve.On the other hand, the horizontal component of the magnetic field, generated by the entire path of the electric current, both in the conductors located inside the tank and those located outside, interacts with the electric current passing through. liquids, which causes a stationary deformation of the metal sheet. The drop in the layer of metal caused must remain low enough so that the anodes are consumed uniformly with little waste. To obtain a small difference in level, it is necessary that the horizontal components of the magnetic field be as antisymmetrical as possible in liquids (electrolytic bath and metal sheet). For the longitudinal or transverse component of the magnetic field which constitute the horizontal components, by antisymmetric is meant that when one moves perpendicular to the central axis of the tank, parallel to the considered component of the field, and when one is standing located at an equal distance on either side of this central axis, the value of the component considered is opposite. The antisymmetry of the horizontal components of the magnetic field is the configuration providing the most symmetrical and flatest possible interface strain in the vessel.
II est connu, notamment des documents de brevet FR1079131 et FR2469475, de lutter contre les instabilités MHD en compensant le champ magnétique créé par la circulation du courant d’électrolyse, grâce à une disposition particulière des conducteurs conduisant le courant d’électrolyse. Par exemple, selon le document de brevet FR2469475, les conducteurs d’acheminement contournent latéralement les extrémités ou têtes de chaque cuve d’électrolyse. On parle d’auto-compensation. Ce principe repose sur un équilibrage local du champ magnétique, à l’échelle d’une cuve d’électrolyse.It is known, in particular from patent documents FR1079131 and FR2469475, to fight against MHD instabilities by compensating for the magnetic field created by the flow of the electrolysis current, thanks to a particular arrangement of the conductors conducting the electrolysis current. For example, according to patent document FR2469475, the routing conductors laterally bypass the ends or heads of each electrolytic cell. We are talking about self-compensation. This principle is based on local balancing of the magnetic field, on the scale of an electrolysis cell.
L’avantage principal de l’auto-compensation réside dans l’utilisation du courant d’électrolyse lui-même pour compenser les instabilités MHD.The main advantage of self-compensation is the use of the electrolysis current itself to compensate for MHD instabilities.
Cependant, l’auto-compensation peut créer un encombrement latéral important puisque les conducteurs électriques contournent les têtes de cuves d’électrolyse.However, self-compensation can create a significant lateral congestion since the electrical conductors bypass the heads of electrolytic cells.
Surtout, la longueur importante des conducteurs d’acheminement pour la mise en œuvre de cette solution génère de la perte électrique en ligne par effet résistif des conducteurs, donc une augmentation des coûts de fonctionnement, et nécessite beaucoup de matière première, donc des coûts de fabrication élevés. Ces inconvénients sont d’autant plus marqués que les cuves d’électrolyse ont des dimensions importantes et fonctionnent avec des intensités importantes.Above all, the significant length of the routing conductors for the implementation of this solution generates electrical loss in line by the resistive effect of the conductors, therefore an increase in operating costs, and requires a lot of raw material, therefore costs of high workmanship. These disadvantages are all the more marked as the electrolysis cells have large dimensions and operate with high intensities.
Aussi, la conception d’une aluminerie avec un circuit électrique auto-compensé est figée.Also, the design of an aluminum smelter with a self-compensating electrical circuit is fixed.
Or, en cours de vie, il peut devenir nécessaire d’augmenter l’intensité du courant d’électrolyse, au-delà de l’intensité prévue lors de la conception. Cela modifie aussi de fait la répartition du champ magnétique du circuit électrique auto-compensé, non conçu pour cette répartition nouvelle, qui ne permet plus de compenser de façon optimale ce champ magnétique. Il existe des solutions pour pallier ce manque d’évolutivité et retrouver une compensation magnétique proche de l’optimum, mais ces solutions sont particulièrement complexes et coûteuses à mettre en oeuvre.However, during life, it may become necessary to increase the intensity of the electrolysis current, beyond the intensity foreseen in the design. This also in fact modifies the distribution of the magnetic field of the self-compensating electric circuit, not designed for this new distribution, which no longer allows this magnetic field to be optimally compensated. There are solutions to compensate for this lack of scalability and to find magnetic compensation close to the optimum, but these solutions are particularly complex and expensive to implement.
Une autre solution pour diminuer les instabilités MHD, connue notamment du document de brevet FR2425482, consiste à utiliser un circuit électrique secondaire, ou boucle externe, longeant les files de cuves d’électrolyse, sur les côtés. Ce circuit électrique secondaire est parcouru par un courant dont l’intensité égale un pourcentage prédéterminé de l’intensité du courant d’électrolyse. Ainsi, la boucle externe génère un champ magnétique compensant les effets du champ magnétique créé par le courant d’électrolyse de la file voisine de cuves d’électrolyse.Another solution for reducing MHD instabilities, known in particular from patent document FR2425482, consists in using a secondary electrical circuit, or external loop, running along the lines of electrolytic cells, on the sides. This secondary electrical circuit carries a current the intensity of which equals a predetermined percentage of the intensity of the electrolysis current. Thus, the outer loop generates a magnetic field that compensates for the effects of the magnetic field created by the electrolysis current from the neighboring row of electrolytic cells.
Il est également connu du document de brevet EP0204647 l’utilisation d’un circuit secondaire longeant les files de cuves d’électrolyse sur les côtés pour réduire l’effet du champ magnétique généré par les conducteurs d’acheminement, l’intensité du courant parcourant les conducteurs électriques de ce circuit secondaire étant de l’ordre de 5 à 80% de l’intensité du courant d’électrolyse, et ce courant circulant dans le même sens que le courant d’électrolyse.It is also known from patent document EP0204647 the use of a secondary circuit along the lines of electrolytic cells on the sides to reduce the effect of the magnetic field generated by the routing conductors, the intensity of the current flowing through the electrical conductors of this secondary circuit being of the order of 5 to 80% of the intensity of the electrolysis current, and this current flowing in the same direction as the electrolysis current.
La solution de compensation par boucle externe présente l’avantage de disposer d’un circuit secondaire indépendant du circuit principal parcouru par le courant d’électrolyse.The external loop compensation solution has the advantage of having a secondary circuit independent of the main circuit through which the electrolysis current flows.
L’agencement du circuit secondaire, situé sur les côtés des files de cuve à proximité des petits côtés des caissons, à la hauteur de l'interface bain-métal, permet une compensation de la composante verticale sans impacter la composante horizontale du champ magnétique.The arrangement of the secondary circuit, located on the sides of the rows of tanks near the short sides of the caissons, at the height of the bath-metal interface, allows compensation of the vertical component without impacting the horizontal component of the magnetic field.
La solution de compensation par boucle externe diminue de manière importante la longueur, la masse et les pertes électriques des conducteurs d’acheminement, mais nécessite une station d’alimentation électrique supplémentaire et un circuit électrique secondaire indépendant supplémentaire,The external loop compensation solution significantly reduces the length, mass and electrical losses of the routing conductors, but requires an additional power supply station and an additional independent secondary electrical circuit,
On notera également que la solution de compensation par boucle externe implique un cumul de champs magnétiques, avec le courant de la série, créant un champ ambiant total très fort, si bien que cela implique des contraintes sur les opérations et le matériel (par exemple blindage nécessaire des véhicules), et si bien que le champ magnétique d’une file impacte la stabilité des cuves de la file voisine. Pour limiter l’influence d’une file sur la file voisine, il est nécessaire de les éloigner l’une de l’autre, ce qui constitue une contrainte spatiale importante et implique par conséquent d’abriter chaque file de cuves d’électrolyse dans un hangar distinct.It should also be noted that the external loop compensation solution involves an accumulation of magnetic fields, with the series current, creating a very strong total ambient field, so that this implies constraints on operations and equipment (for example shielding necessary vehicles), and so that the magnetic field of one row impacts the stability of the tanks of the neighboring row. To limit the influence of a row on the neighboring row, it is necessary to move them away from each other, which constitutes a significant spatial constraint and consequently involves sheltering each row of electrolysis cells in a separate hangar.
Par ailleurs, la portion de jonction du circuit d’électrolyse et du circuit secondaire joignant les extrémités de deux files adjacentes de cuves d’électrolyse tend à déstabiliser les 5 cuves de fin de file. Pour éviter d’avoir des cuves de fin de file instables, il est possible de configurer cette portion du circuit secondaire selon un parcours prédéterminé, comme cela est connu du brevet FR2868436, afin de corriger le champ magnétique pour que l’impact sur les cuves de bout de file devienne acceptable. Cependant, ce parcours rallonge notamment la longueur du circuit secondaire, donc le coût matière. Il est à noter 10 que la solution usuelle consiste à éloigner la portion de jonction du circuit secondaire et du circuit d’électrolyse des cuves situées en extrémité de file, mais cela augmente l’encombrement en plus d’augmenter la longueur des conducteurs électriques donc le coût matière et énergétique.Furthermore, the junction portion of the electrolysis circuit and the secondary circuit joining the ends of two adjacent rows of electrolysis cells tends to destabilize the 5 end-of-line cells. To avoid having unstable end-of-line tanks, it is possible to configure this portion of the secondary circuit according to a predetermined path, as is known from patent FR2868436, in order to correct the magnetic field so that the impact on the tanks end of line becomes acceptable. However, this path lengthens in particular the length of the secondary circuit, and therefore the material cost. It should be noted that the usual solution consists in moving the junction portion of the secondary circuit and the electrolysis circuit away from the cells located at the end of the line, but this increases the bulk in addition to increasing the length of the electrical conductors. material and energy costs.
On retiendra donc que les solutions connues de compensation par boucle externe 15 génèrent des coûts structurels relativement importants.It will therefore be remembered that the known solutions for compensation by external loop 15 generate relatively high structural costs.
Aussi, la présente invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant une aluminerie avec une configuration magnétique permettant un rendement amélioré et un faible encombrement.Also, the present invention aims to overcome all or part of these drawbacks by proposing an aluminum smelter with a magnetic configuration allowing improved efficiency and a small footprint.
A cet effet, la présente invention a pour objet une aluminerie, comprenant au moins une 20 file de cuves d’électrolyse agencées transversalement par rapport à la longueur de la file, l’une des cuves d’électrolyse comprenant un caisson, des ensembles anodiques comportant un support et au moins une anode, et une cathode traversée par des conducteurs cathodiques destinés à collecter le courant h d’électrolyse à la cathode pour le conduire jusqu’à des sorties cathodiques hors du caisson, caractérisée en ce que la 25 cuve d’électrolyse comprend des conducteurs électriques de montée et de connexion aux ensembles anodiques s’étendant vers le haut le long de deux bords longitudinaux opposés de la cuve d’électrolyse pour conduire le courant h d’électrolyse vers les ensembles anodiques, et des conducteurs d’acheminement connectés aux sorties cathodiques et destinés à conduire le courant d’électrolyse depuis les sorties cathodiques 30 jusqu’aux conducteurs électriques de montée et de connexion de la cuve d’électrolyse suivante, et en ce que l’aluminerie comprend au moins un circuit électrique de compensation s’étendant sous les cuves d’électrolyse, ledit circuit de compensation pouvant être parcouru par un courant L de compensation circulant sous les cuves d’électrolyse en sens inverse du sens de circulation global du courant h d’électrolyse 35 parcourant les cuves d’électrolyse situées au-dessus.To this end, the present invention relates to an aluminum smelter, comprising at least one row of electrolytic cells arranged transversely with respect to the length of the row, one of the electrolytic cells comprising a box, anode assemblies. comprising a support and at least one anode, and a cathode traversed by cathode conductors intended to collect the electrolysis current h at the cathode in order to conduct it to cathode outputs outside the well, characterized in that the tank d The electrolysis comprises electrical conductors for rising and connecting to the anode assemblies extending upwardly along two opposed longitudinal edges of the electrolytic cell to conduct the electrolysis current h to the anode assemblies, and conductors of 'routing connected to the cathode outputs and intended to conduct the electrolysis current from the cathode outputs 30 to the electrical conductors of rise and connection of the next electrolysis cell, and in that the aluminum smelter comprises at least one electrical compensation circuit extending under the electrolysis cells, said compensation circuit being able to be traversed by a compensation current L circulating under the cells d electrolysis in the opposite direction to the overall direction of flow of the electrolysis current 35 flowing through the electrolytic cells located above.
Ainsi, l’aluminerie selon l’invention présente un encombrement réduit et offre l’avantage de pouvoir disposer de cuves très stables magnétiquement, si bien que le rendement global est amélioré.Thus, the aluminum smelter according to the invention has a small footprint and offers the advantage of being able to have very magnetically stable tanks, so that the overall efficiency is improved.
Selon une méthode d’utilisation de cette aluminerie, le circuit de compensation est parcouru par un courant l2 de compensation circulant sous les cuves d’électrolyse en sens inverse du sens de circulation global du courant h d’électrolyse parcourant les cuves d’électrolyse situées au-dessus.According to a method of using this aluminum smelter, the compensation circuit is traversed by a compensation current l 2 flowing under the electrolysis cells in the opposite direction to the overall direction of circulation of the electrolysis current h flowing through the electrolysis cells located above.
Avantageusement, l’intensité du courant l2 de compensation est de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse.Advantageously, the intensity of the compensation current l 2 is of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current h.
Les conducteurs électriques de montée et de connexion sont disposés dans les espaces inter-cuves, au niveau des deux côtés longitudinaux de la cuve d’électrolyse, de part et d’autre de la cuve pour se compenser mutuellement et obtenir une répartition sensiblement antisymétrique des composantes horizontales du champ magnétique de la cuve assurant une faible dénivellation de la nappe d’aluminium sans impacter la composante verticale du champ magnétique, de sorte que les conducteurs électriques de cuve à cuve, parmi les conducteurs d’acheminement, de montée et de connexion, causant un champ magnétique vertical et horizontal défavorable devant être compensé sont en pratique uniquement les conducteurs de cuve à cuve circulant à l’horizontale endessous du caisson, c’est-à-dire plus spécifiquement les conducteurs d’acheminement. La compensation de ce champ magnétique défavorable s’obtient alors au moyen du circuit électrique de compensation, qui peut être avantageusement parcouru par un courant l2de compensation d’intensité de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse, et circulant sous les cuves d’électrolyse en sens inverse du sens de circulation global du courant h d’électrolyse dans les cuves d’électrolyse situées audessus.The electrical rise and connection conductors are arranged in the inter-cell spaces, at the level of the two longitudinal sides of the electrolysis cell, on either side of the cell to compensate each other and obtain a substantially antisymmetric distribution of the horizontal components of the magnetic field of the tank ensuring a low drop in the aluminum sheet without impacting the vertical component of the magnetic field, so that the electrical conductors from tank to tank, among the routing, rise and connection conductors , causing an unfavorable vertical and horizontal magnetic field to be compensated for are in practice only the vessel-to-vessel conductors running horizontally below the vessel, that is to say more specifically the routing conductors. Compensation for this unfavorable magnetic field is then obtained by means of the electrical compensation circuit, which can advantageously be traversed by a compensation current l 2 of the order of 50% to 150% of the intensity of the current. h electrolysis, and circulating under the electrolysis cells in the opposite direction to the overall direction of circulation of the electrolysis current h in the electrolysis cells located above.
Ainsi, il est possible de diminuer, voire d’annuler quasiment la composante verticale du champ magnétique dans la cuve et de conserver une distribution du champ magnétique horizontal sensiblement antisymétrique dans les liquides. La solution proposée permet donc d’obtenir une cuve avec très peu d’instabilités, donc un rendement amélioré, tout en conservant une faible dénivellation de l’interface bain/métal également nécessaire au bon fonctionnement du procédé.Thus, it is possible to reduce, or even almost cancel, the vertical component of the magnetic field in the tank and to maintain a distribution of the horizontal magnetic field which is substantially antisymmetrical in liquids. The proposed solution therefore makes it possible to obtain a tank with very little instability, and therefore improved efficiency, while maintaining a low difference in level of the bath / metal interface which is also necessary for the correct operation of the process.
Le champ magnétique est faible voire quasiment annulé à proximité des cuves et files de cuves et de l’aluminerie selon l’invention, de sorte que les contraintes liées aux forts champs magnétiques sur les opérations et le matériel utilisé dans l’aluminerie sont supprimées. Aussi, le champ magnétique d’une file n’impacte plus la stabilité des cuves de la file voisine de sorte que des files de cuve voisines peuvent être rapprochées et deux files de cuves voisines peuvent notamment être placées dans un même bâtiment de largeur réduite, si bien que des économies importantes en coûts structurels peuvent être réalisées alors même qu’un circuit de compensation est utilisé.The magnetic field is weak or almost canceled near the tanks and lines of tanks and the aluminum smelter according to the invention, so that the stresses associated with strong magnetic fields on the operations and equipment used in the smelter are eliminated. Also, the magnetic field of a row no longer impacts the stability of the tanks of the neighboring row so that neighboring rows of vats can be brought together and two rows of neighboring vats can in particular be placed in the same building of reduced width, so that significant savings in structural costs can be realized even while a compensation circuit is used.
En dépit des enseignements dissuasifs de l’état de la technique, le circuit de compensation passe sous les cuves d’électrolyse, et non sur les côtés de la ou des files de cuves d’électrolyse. Ainsi, un espace est dégagé de part et d’autre de la ou des files de cuves d’électrolyse. Cela permet d’envisager un dégagement latéral de chaque cuve d’électrolyse, et plus particulièrement du caisson, ce qui est moins coûteux que de les soulever. L’absence de solution de levage lourde et coûteuse offre des économies de structure importantes.Despite the dissuasive state of the art teachings, the compensation circuit passes under the electrolytic cells, and not along the sides of the strand (s) of electrolysis cells. Thus, a space is cleared on either side of the line (s) of electrolysis cells. This allows for lateral clearance of each electrolytic cell, and more particularly of the box, which is less expensive than lifting them. The absence of a heavy and expensive lifting solution offers significant structural savings.
Selon un mode de réalisation préféré, le circuit électrique de compensation est un circuit électrique secondaire de compensation distinct du circuit électrique parcouru par le courant L d’électrolyse. Par distinct, on entend que les deux circuits ne sont pas connectés électriquement.According to a preferred embodiment, the electrical compensation circuit is a secondary electrical compensation circuit separate from the electrical circuit through which the electrolysis current L flows. By distinct is meant that the two circuits are not electrically connected.
Si, en cas de perçage d’une des cuves d’électrolyse par les liquides contenus dans l’une des cuves d’électrolyse, dont la température est proche de 1 000°C, le circuit de compensation est endommagé et coupé ou ne peut plus fonctionner normalement, cela affecte le rendement, car le circuit de compensation ne peut plus compenser le champ magnétique généré par la circulation du courant d’électrolyse, mais l’aluminerie peut continuer à fonctionner en mode dégradé avec un rendement moindre sans subir d’arrêt préjudiciable, puisque le courant circulant dans le circuit de compensation est destiné à la compensation de champ magnétique uniquement et non à la production d’aluminium.If, if one of the electrolysis cells is pierced by the liquids contained in one of the electrolysis cells, the temperature of which is close to 1000 ° C, the compensation circuit is damaged and cut or cannot no longer operate normally, this affects the efficiency, because the compensation circuit can no longer compensate for the magnetic field generated by the circulation of the electrolysis current, but the aluminum smelter can continue to operate in degraded mode with a lower efficiency without suffering detrimental shutdown, since the current flowing in the compensation circuit is intended for magnetic field compensation only and not for aluminum production.
L’utilisation d’un circuit électrique secondaire de compensation distinct offre aussi la possibilité de modifier dans le temps le champ magnétique de compensation créé par ce circuit de compensation. Il convient pour cela de faire varier l’intensité du courant circulant dans le circuit électrique secondaire de compensation. Cela est d’une importance primordiale en termes d’évolutivité et d’adaptabilité. D’une part parce que cela permet, en cas d’augmentation de l’intensité du courant d’électrolyse en cours de vie de l’aluminerie, d’adapter la compensation magnétique à cette évolution, par variation de l’intensité du courant de compensation en fonction des besoins. D’autre part parce que cela permet d’adapter l’ampérage du courant de compensation aux caractéristiques et à la qualité de l’alumine disponible. Cela permet de contrôler la vitesse des écoulements MHD pour favoriser ou limiter le brassage des liquides et la dissolution de l’alumine dans le bain en fonction des caractéristiques de l’alumine disponible, ce qui in fine contribue à un rendement le meilleur possible compte-tenu des approvisionnements en alumine.The use of a separate secondary electrical compensation circuit also offers the possibility of modifying the compensating magnetic field created by this compensation circuit over time. For this, it is necessary to vary the intensity of the current flowing in the secondary electrical compensation circuit. This is of paramount importance in terms of scalability and adaptability. On the one hand because this makes it possible, in the event of an increase in the intensity of the electrolysis current during the life of the aluminum plant, to adapt the magnetic compensation to this change, by varying the intensity of the current compensation as needed. On the other hand, because it allows the amperage of the compensation current to be adapted to the characteristics and quality of the alumina available. This makes it possible to control the speed of the MHD flows to promote or limit the mixing of liquids and the dissolution of alumina in the bath according to the characteristics of the alumina available, which ultimately contributes to the best possible yield. kept alumina supplies.
Le circuit électrique secondaire de compensation peut être plus particulièrement alimenté par une station d’alimentation électrique propre, différente de la station alimentant les cuves d’électrolyse en courant d’électrolyse.The secondary electrical compensation circuit can be more particularly supplied by a clean power supply station, different from the station supplying the electrolytic cells with electrolysis current.
Selon un mode de réalisation préféré, l'aluminerie comporte deux files de cuves agencées parallèlement l’une par rapport à l’autre, alimentées par une même station, et reliées électriquement en série de sorte que le courant d’électrolyse circulant dans la première des deux files de cuves circule ensuite dans la deuxième des deux files de cuves selon un sens globalement opposé à celui dans lequel il circulait dans la première des deux files, et en ce que le circuit électrique de compensation forme une boucle sous ces deux files de cuves parallèles.According to a preferred embodiment, the aluminum smelter comprises two rows of cells arranged parallel to one another, supplied by the same station, and electrically connected in series so that the electrolysis current flowing in the first of the two rows of tanks then circulates in the second of the two rows of tanks in a direction generally opposite to that in which it circulated in the first of the two rows, and in that the electrical compensation circuit forms a loop under these two rows of parallel tanks.
Cela permet de rapprocher deux files adjacentes de cuves d’électrolyse pour les placer dans un même bâtiment, compte-tenu de la compensation magnétique obtenue simultanément par le circuit de compensation et les conducteurs d’acheminement traversés par des courants électriques opposés. Au final, ce qui est gagné en termes de place et de coûts structurels l’emporte sur ce qui est perdu en coûts de réalisation et de fonctionnement du circuit de compensation.This makes it possible to bring together two adjacent rows of electrolytic cells to place them in the same building, given the magnetic compensation obtained simultaneously by the compensation circuit and the routing conductors crossed by opposing electric currents. In the end, what is gained in terms of space and structural costs outweighs what is lost in the costs of building and operating the compensation circuit.
Comme le circuit électrique secondaire de compensation forme une boucle sous les cuves, il devient avantageux d’utiliser pour le réaliser un conducteur électrique en un matériau supraconducteur et il est surtout possible de réaliser plusieurs tours en série, comme cela est décrit dans la demande de brevet WO2013007893 au nom de la demanderesse.As the secondary electrical compensation circuit forms a loop under the tanks, it becomes advantageous to use an electrical conductor in a superconducting material to produce it and it is above all possible to carry out several turns in series, as described in the application for patent WO2013007893 in the name of the applicant.
De façon avantageuse, la cuve d’électrolyse comprend pour chacun de ses deux bords longitudinaux une pluralité de conducteurs électriques de montée et de connexion répartis à intervalles prédéterminés sur sensiblement toute la longueur du bord longitudinal correspondant.Advantageously, the electrolytic cell comprises for each of its two longitudinal edges a plurality of upward and connecting electrical conductors distributed at predetermined intervals over substantially the entire length of the corresponding longitudinal edge.
Pour chaque bord longitudinal, les conducteurs de montée et de connexion peuvent être agencés à intervalles réguliers dans la direction longitudinale de la cuve d’électrolyse.For each longitudinal edge, the rising and connecting conductors can be arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the electrolytic cell.
Cela permet d’améliorer l’équilibre de la composante horizontale longitudinale (c’est-àdire parallèlement à la longueur de la cuve) du champ magnétique.This improves the balance of the longitudinal horizontal component (i.e. parallel to the length of the vessel) of the magnetic field.
Une cuve fonctionnant avec une intensité de 400 à 1000k Ampères peut par exemple comprendre de préférence de 4 à 40 conducteurs de montée et de connexion répartis régulièrement sur toute la longueur de chacun de ses deux bords longitudinaux.A tank operating with an intensity of 400 to 1000k Amperes can, for example, preferably comprise 4 to 40 riser and connection conductors distributed regularly over the entire length of each of its two longitudinal edges.
Les conducteurs électriques de montée et de connexion amont et les conducteurs électriques de montée et de connexion aval peuvent être agencés à équidistance d’un plan médian longitudinal de la cuve d’électrolyse, c’est-à-dire un plan sensiblement 5 perpendiculaire à une direction transversale de la cuve et séparant celle-ci en deux parties sensiblement égales.The upstream and upstream electrical connection conductors and the downstream rise and connection electrical conductors may be arranged equidistant from a longitudinal median plane of the electrolytic cell, that is to say a plane substantially perpendicular to the electrolytic cell. a transverse direction of the tank and separating the latter into two substantially equal parts.
Par conducteur électrique de montée et de connexion amont et conducteur électrique de montée et de connexion aval on entend conducteurs électriques de montée et de connexion agencés respectivement à côté du bord longitudinal amont ou aval de la cuve 10 d’électrolyse, le bord longitudinal amont correspondant à celui qui est le plus proche du début de la file de cuves d’électrolyse et le bord longitudinal aval correspondant au bord longitudinal de la cuve d’électrolyse le plus éloigné du début de la file de cuves d’électrolyse, compte-tenu du sens global de circulation du courant d’électrolyse à l’échelle de la file de cuves d’électrolyse.By upstream electrical conductor and upstream connection and upstream electrical conductor and downstream connection is meant upstream and connection electrical conductors arranged respectively next to the upstream or downstream longitudinal edge of the electrolytic cell 10, the corresponding upstream longitudinal edge to that which is closest to the start of the line of electrolytic cells and the downstream longitudinal edge corresponding to the longitudinal edge of the electrolytic cell furthest from the start of the line of electrolysis cells, taking into account the overall direction of flow of electrolysis current on the scale of the line of electrolytic cells.
Selon un mode de réalisation préféré, les conducteurs électriques de montée et de connexion sont disposés de façon sensiblement symétrique par rapport à un plan médian longitudinal de la cuve d’électrolyse.According to a preferred embodiment, the rising and connecting electrical conductors are arranged substantially symmetrically with respect to a longitudinal median plane of the electrolytic cell.
En d’autres termes, les conducteurs électriques de montée et de connexion s’étendant le long de l’un des deux bords longitudinaux de la cuve d’électrolyse sont disposés de façon 20 sensiblement symétrique par rapport aux conducteurs électriques de montée et de connexion s’étendant le long du bord longitudinal opposé de la cuve d’électrolyse, par rapport à un plan médian longitudinal de la cuve d’électrolyse c’est-à-dire un plan sensiblement perpendiculaire à une direction transversale de la cuve et séparant celle-ci en deux parties sensiblement égales.In other words, the rising and connecting electrical conductors extending along one of the two longitudinal edges of the electrolytic cell are disposed substantially symmetrically with respect to the rising and connecting electrical conductors. extending along the opposite longitudinal edge of the electrolytic cell, relative to a longitudinal median plane of the electrolytic cell, that is to say a plane substantially perpendicular to a transverse direction of the cell and separating that - here in two substantially equal parts.
On améliore ainsi encore la caractéristique sensiblement antisymétrique avantageuse de la distribution du champ magnétique horizontale dans les liquides.The advantageous substantially antisymmetric characteristic of the distribution of the horizontal magnetic field in liquids is thus further improved.
Selon une méthode d’utilisation préférée, la distribution de courant entre les conducteurs électriques de montée et de connexion disposés à l’amont de la cuve d’électrolyse et les conducteurs électriques de montée et de connexion disposés à l’aval de la cuve 30 d’électrolyse est de l’ordre 30 - 70% à l’amont et respectivement 30 - 70% à l’aval, et de préférence de 40 - 60% à l’amont et respectivement 40-60% à l’aval.According to a preferred method of use, the current distribution between the upstream and connection electrical conductors arranged upstream of the electrolytic cell and the rise and connection electrical conductors arranged downstream of the cell 30 electrolysis is of the order of 30-70% upstream and respectively 30-70% downstream, and preferably 40-60% upstream and 40-60% downstream respectively.
Cette méthode d’utilisation permet d’améliorer la caractéristique sensiblement antisymétrique avantageuse de la distribution du champ magnétique horizontale dans les liquides. De préférence, la distribution de courant entre les conducteurs électriques de montée et de connexion disposés à l’amont de la cuve d’électrolyse et les conducteurs électriques de montée et de connexion disposés à l’aval de la cuve d’électrolyse est de l’ordre de 45 - 55% à l’amont et respectivement 45-55% à l’aval.This method of use improves the advantageous substantially antisymmetric characteristic of the horizontal magnetic field distribution in liquids. Preferably, the current distribution between the upstream and connection electrical conductors arranged upstream of the electrolysis cell and the rise and connection electrical conductors arranged downstream of the electrolytic cell is l 'around 45-55% upstream and 45-55% downstream respectively.
On améliore ainsi encore la caractéristique sensiblement antisymétrique avantageuse de la distribution du champ magnétique horizontale dans les liquides.The advantageous substantially antisymmetric characteristic of the distribution of the horizontal magnetic field in liquids is thus further improved.
Selon un mode de réalisation préféré, les conducteurs d’acheminement s’étendent sous la cuve d’électrolyse sensiblement droits, et uniquement dans une direction transversale par rapport à la cuve d’électrolyse.In a preferred embodiment, the routing conductors extend below the electrolytic cell substantially straight, and only in a direction transverse to the electrolytic cell.
On limite ainsi la longueur et le coût des conducteurs électriques en minimisant la longueur des conducteurs s’étendant dans la direction longitudinale de la cuve. On limite également les champs magnétiques générés par de tels conducteurs électriques longitudinaux dans des modes de réalisation de l’art antérieur, notamment en ce qui concerne les cuves auto-compensées. Aussi, l’espace est dégagé de part et d’autre de la ou des files de cuves d’électrolyse, ce qui limite à tout le moins l’encombrement longitudinal de l’ensemble cuves/conducteurs électriques et permet d’envisager un dégagement latéral de chaque cuve d’électrolyse, et plus particulièrement du caisson, ce qui est moins coûteux que de le soulever.This limits the length and cost of the electrical conductors by minimizing the length of the conductors extending in the longitudinal direction of the vessel. The magnetic fields generated by such longitudinal electrical conductors are also limited in embodiments of the prior art, in particular with regard to self-compensating tanks. Also, the space is cleared on either side of the row (s) of electrolysis cells, which at the very least limits the longitudinal bulk of the cell / electrical conductor assembly and makes it possible to envisage a clearance. side of each electrolytic cell, and more particularly of the box, which is less expensive than lifting it.
Le circuit électrique de compensation peut comprendre des conducteurs électriques s’étendant de façon sensiblement parallèle à un axe transversal des cuves d’électrolyse.The electrical compensation circuit may include electrical conductors extending substantially parallel to a transverse axis of the electrolytic cells.
Selon un mode de réalisation, le circuit électrique de compensation comprend des conducteurs électriques formant une pluralité de sous-circuits électriques secondaires de compensation indépendants les uns des autres.According to one embodiment, the electrical compensation circuit comprises electrical conductors forming a plurality of secondary electrical compensation sub-circuits independent of one another.
Chacun de ces sous-circuits électriques secondaires de compensation est parcouru par un courant de compensation d’intensité pouvant être variable indépendamment de l’intensité du courant d’électrolyse.Each of these secondary compensation electrical sub-circuits carries an intensity compensation current that can be variable independently of the intensity of the electrolysis current.
Par sous-circuit électrique secondaire de compensation indépendants on entend souscircuit non électriquement relié aux autres sous-circuits électriques secondaires de compensation, et pouvant être alimenté par une station d’alimentation distincte de celle des autres sous-circuits électriques secondaires de compensation.By independent secondary electrical compensation sub-circuit is meant a non-electrically connected sub-circuit to the other secondary compensation electrical sub-circuits, and that can be supplied by a power station separate from that of the other secondary compensation electrical sub-circuits.
Ainsi, en cas de problématique, par exemple de perçage d’une cuve, occasionnant des dommages et/ou la coupure d’un ou des sous-circuits électriques secondaires de compensation, cela offre la possibilité de continuer à produire selon un mode de fonctionnement « dégradé », dans lequel l’intensité du courant de compensation circulant dans chacun des autres sous-circuits électriques secondaires de compensation non endommagés est ajustée pour compenser le champ magnétique créé par la circulation du courant d’électrolyse. Ainsi, le rendement peut rester élevé en dépit d’un éventuel disfonctionnement d’un des sous-circuits électriques secondaires de compensation.Thus, in the event of a problem, for example of drilling a tank, causing damage and / or the breaking of one or more secondary electrical compensation sub-circuits, this offers the possibility of continuing to produce according to an operating mode. "Degraded", wherein the intensity of the compensation current flowing through each of the other undamaged secondary compensation electrical subcircuits is adjusted to compensate for the magnetic field created by the flow of electrolysis current. Thus, the efficiency can remain high despite a possible malfunction of one of the secondary electrical compensation sub-circuits.
Le circuit électrique de compensation peut comprendre des conducteurs électriques formant plusieurs tours en parallèle et/ou en série sous les cuves d’électrolyse.The electrical compensation circuit may include electrical conductors forming several turns in parallel and / or in series under the electrolytic cells.
Selon une possibilité, le circuit électrique de compensation comprend des conducteurs électriques s’étendant parallèlement sous les cuves d’électrolyse.According to one possibility, the electrical compensation circuit comprises electrical conductors extending in parallel under the electrolytic cells.
Les conducteurs électriques du circuit électrique de compensation peuvent être agencés de façon sensiblement symétrique par rapport à un plan médian transversal des cuves d’électrolyse, c’est-à-dire un plan sensiblement perpendiculaire à une direction longitudinale des cuves d’électrolyse et séparant la cuve en deux parties sensiblement égales.The electrical conductors of the electrical compensation circuit can be arranged substantially symmetrically with respect to a transverse median plane of the electrolytic cells, that is to say a plane substantially perpendicular to a longitudinal direction of the electrolytic cells and separating the tank in two substantially equal parts.
Selon une possibilité, les conducteurs électriques formant le circuit électrique de compensation ou le cas échéant les sous-circuits électriques secondaires de compensation s’étendent sous les cuves d’électrolyse en formant ensemble une nappe de deux à douze, de préférence de trois à dix, conducteurs électriques parallèles.According to one possibility, the electrical conductors forming the electrical compensation circuit or, where appropriate, the secondary electrical compensation sub-circuits extend under the electrolytic cells, together forming a sheet of two to twelve, preferably three to ten. , parallel electrical conductors.
Avantageusement, lesdits. conducteurs électriques sont sensiblement équidistants et 20 répartis sensiblement symétriquement par rapport à un axe médian transversal des cuves d’électrolyse.Advantageously, said. electrical conductors are substantially equidistant and distributed substantially symmetrically with respect to a transverse median axis of the electrolytic cells.
On améliore encore ainsi la compensation du champ magnétique défavorable.The compensation of the unfavorable magnetic field is thus further improved.
Le principe de compensation ou équilibrage magnétique de l’aluminerie et de la méthode d’utilisation de l’aluminerie selon l’invention permet d’obtenir pour l’aluminerie un circuit de 25 conducteurs pouvant être réalisé de façon parfaitement modulaire. Chaque module peut comporter par exemple un conducteur électrique du circuit électrique de compensation et un certain nombre de conducteurs d’acheminement et de conducteurs de montée et de connexion associés pour chaque cuve d’électrolyse. Le circuit de conducteurs, et donc chaque cuve, peut être composé d’un certain nombre de modules, déterminant la 30 longueur des cuves et l’intensité du courant traversant les cuves. Le choix du nombre de module par cuve lors de la conception ou une extension de la longueur des cuves par addition de tels modules ne perturbent pas l’équilibre magnétique des cuves, contrairement à l’allongement de cuves de type auto-compensée ou compensée par des circuits magnétiques de compensation disposés sur les côtés des cuves connues de l’art antérieur pour lesquels les circuits de conducteurs doivent être complètement redessinés. Aussi, le rapport de la quantité de matériau formant le circuit de conducteurs ramené à la surface de production des cuves ne se dégrade pas lorsque l’on allonge les cuves, il augmente proportionnellement au nombre de modules et à l’intensité traversant les cuves. Ainsi, les cuves peuvent être allongées simplement en fonction des besoins et l’intensité du courant les traversant n’est pas limitée. Il devient alors possible d’augmenter l’intensité du courant traversant les cuves au-delà de 1 000 k Ampère, voire de 2 000 k Ampère.The principle of magnetic compensation or balancing of the aluminum smelter and the method of use of the aluminum smelter according to the invention makes it possible to obtain for the smelter a circuit of 25 conductors which can be produced in a perfectly modular fashion. Each module can include, for example, an electrical conductor of the electrical compensation circuit and a number of routing conductors and associated riser and connection conductors for each electrolytic cell. The conductor circuit, and therefore each tank, can be made up of a number of modules, determining the length of the tanks and the intensity of the current flowing through the tanks. The choice of the number of modules per tank during the design or an extension of the length of the tanks by adding such modules does not disturb the magnetic balance of the tanks, unlike the lengthening of self-compensating or compensated type tanks. magnetic compensation circuits arranged on the sides of the tanks known from the prior art for which the conductor circuits must be completely redesigned. Also, the ratio of the amount of material forming the conductor circuit brought back to the production surface of the tanks does not deteriorate when the tanks are extended, it increases in proportion to the number of modules and to the intensity passing through the tanks. Thus, the tanks can be lengthened simply according to the needs and the intensity of the current passing through them is not limited. It then becomes possible to increase the intensity of the current passing through the tanks beyond 1000 k Amps, or even 2000 k Amps.
Selon un mode de réalisation, les conducteurs électriques de montée et de connexion s’étendant le long de l’un des deux bords longitudinaux de la cuve d’électrolyse sont agencés en quinconce par rapport à des conducteurs électriques de montée et de connexion agencés sur le bord longitudinal adjacent d’une cuve d’électrolyse distincte précédente ou suivante.According to one embodiment, the rising and connecting electrical conductors extending along one of the two longitudinal edges of the electrolytic cell are arranged staggered with respect to the rising and connecting electrical conductors arranged on the adjacent longitudinal edge of a previous or next separate electrolytic cell.
Autrement dit, les conducteurs électriques de montée et de connexion amont d’une cuve d’électrolyse N sont agencés en quinconce par rapport aux conducteurs électriques de montée et de connexion aval de la cuve d’électrolyse N-1, c’est-à-dire de la cuve d’électrolyse la précédant.In other words, the upstream electrical conductors and connection of an electrolysis cell N are staggered with respect to the upstream electrical conductors and downstream connection of the N-1 electrolytic cell, that is to say - say of the electrolysis cell preceding it.
Ainsi, cela permet de rapprocher au maximum les cuves d’électrolyse les unes des autres, soit pour placer davantage de cuves d’électrolyse en série sur une même distance, ce qui augmente le rendement, soit pour réduire la longueur d’une file de cuves d’électrolyse, donc gagner de l’espace et réaliser davantage encore des économies de structure.Thus, this makes it possible to bring the electrolysis cells as close as possible to each other, either to place more electrolysis cells in series over the same distance, which increases the efficiency, or to reduce the length of a row of cells. electrolysis cells, thus saving space and achieving even more structural savings.
Selon une méthode d’utilisation préférée de l’aluminerie selon l’invention, le circuit électrique de compensation est parcouru par un courant de compensation d’intensité de l’ordre de 70% à 130% de l’intensité du courant h d’électrolyse, et de préférence de l’ordre de 80% à 120% de l’intensité du courant h d’électrolyse.According to a preferred method of use of the aluminum smelter according to the invention, the electrical compensation circuit is traversed by an intensity compensation current of the order of 70% to 130% of the intensity of the current h d ' electrolysis, and preferably of the order of 80% to 120% of the intensity of the electrolysis current h.
Ainsi, si l’aluminerie comprend un circuit électrique de compensation formé par un conducteur électrique faisant un seul tour sous les cuves d’électrolyse, alors l’intensité du courant de compensation parcourant ce circuit de compensation peut être de l’ordre de 70% à 130% de l’intensité du courant d’électrolyse.Thus, if the aluminum smelter includes an electrical compensation circuit formed by an electrical conductor making a single revolution under the electrolytic cells, then the intensity of the compensation current flowing through this compensation circuit can be of the order of 70%. at 130% of the intensity of the electrolysis current.
Aussi, si l’aluminerie comprend un circuit électrique de compensation formé par un conducteur électrique en matériau supraconducteur faisant trois tours en série sous les cuves d’électrolyse, l’intensité du courant de compensation parcourant le conducteur électrique peut être de l’ordre de un tiers de 70% à 130% de l’intensité du courantAlso, if the aluminum smelter comprises an electrical compensation circuit formed by an electrical conductor made of a superconducting material making three turns in series under the electrolysis cells, the intensity of the compensation current flowing through the electrical conductor can be of the order of one third of 70% to 130% of the current intensity
J d’électrolyse.J electrolysis.
Selon un autre exemple, si le circuit électrique de compensation est formé par trois souscircuits électriques secondaires de compensation faisant chacun vingt tours en série et réalisés chacun avec des conducteurs électriques en matériau supraconducteur, alors 5 l’intensité du courant de compensation parcourant chacun de ces trois sous-circuits électriques secondaires de compensation peut être de l’ordre d’un soixantième de 70% à 130% de l’intensité du courant d’électrolyse.According to another example, if the electrical compensation circuit is formed by three secondary electrical compensation subcircuits each making twenty turns in series and each made with electrical conductors made of superconducting material, then the intensity of the compensation current flowing through each of these three secondary electrical compensation sub-circuits may be of the order of one sixtieth of 70% to 130% of the intensity of the electrolysis current.
Selon une forme d’exécution, chaque sortie cathodique sort du caisson uniquement dans un plan vertical perpendiculaire à la direction longitudinale de la cuve d’électrolyse.According to one embodiment, each cathode output exits the box only in a vertical plane perpendicular to the longitudinal direction of the electrolytic cell.
Les sorties cathodiques traversent le fond du caisson de la cuve d’électrolyse. Le fait de disposer de sorties par le fond, au lieu de sortie sur les côtés de la cuve d’électrolyse, diminue la longueur des conducteurs d’acheminement, ainsi que les courants horizontaux dans les liquides avec pour effet une meilleure stabilité MHD.The cathode outputs pass through the bottom of the electrolysis cell box. Having bottom outlets, instead of outlets on the sides of the electrolytic cell, decreases the length of the delivery conductors, as well as the horizontal currents in liquids, resulting in better MHD stability.
Les conducteurs électriques d’acheminement peuvent s’étendre en ligne droite, de façon 15 sensiblement parallèle à une direction transversale de la cuve d’électrolyse vers les conducteurs électriques de montée et de connexion de la cuve d’électrolyse suivante.The routing electrical conductors may extend in a straight line, substantially parallel to a transverse direction from the electrolytic cell to the rising and connecting electrical conductors of the following electrolytic cell.
Comme indiqué ci-dessus, le principe de compensation ou équilibrage magnétique de l’aluminerie et la méthode d’utilisation de l’aluminerie selon l’invention permet 20 d’augmenter l’intensité du courant traversant les cuves d’électrolyse en fonction des besoins sans problématique magnétohydrodynamiques, en allongeant les cuves d’électrolyse. Or, une cuve d’électrolyse de l’état de l’art comporte une superstructure traversant longitudinalement la cuve d’électrolyse, au-dessus du caisson et des anodes. La superstructure comporte notamment une poutre reposant sur des pieds à chacune de 25 ses extrémités longitudinales. Elle supporte un cadre anodique, s’étendant également longitudinalement au-dessus du caisson et des anodes, qui supporte les ensembles anodiques et auquel sont connectés les ensembles anodiques. Un allongement d’une cuve d’électrolyse de l’état de l’art entraîne donc un allongement de la superstructure, donc de la portée de la poutre entre les pieds soutenant la poutre et du poids à soutenir 30 par cette superstructure. L’allongement limité de la superstructure d’une cuve d’électrolyse de l’état de l’art limite donc les possibilités offertes par le principe de compensation ou équilibrage magnétique de l’aluminerie et de la méthode d’utilisation de l’aluminerie selon l’invention. Il existe des superstructures comportant une ou plusieurs arches intermédiaires de soutènement de la poutre, mais de telles arches intermédiaires, s’étendant transversalement au-dessus du caisson et des anodes, sont encombrantes et complexifient les opérations sur cuves, notamment les changements d’anodes.As indicated above, the principle of magnetic compensation or balancing of the aluminum smelter and the method of using the aluminum smelter according to the invention makes it possible to increase the intensity of the current passing through the electrolytic cells as a function of needs without magnetohydrodynamic problems, by lengthening the electrolysis tanks. However, a state-of-the-art electrolytic cell comprises a superstructure extending longitudinally through the electrolysis cell, above the chamber and the anodes. The superstructure notably comprises a beam resting on feet at each of its longitudinal ends. It supports an anode frame, also extending longitudinally above the casing and the anodes, which supports the anode assemblies and to which the anode assemblies are connected. An extension of a state-of-the-art electrolysis cell therefore causes an extension of the superstructure, and therefore of the span of the beam between the legs supporting the beam and of the weight to be supported by this superstructure. The limited elongation of the superstructure of a state-of-the-art electrolytic cell therefore limits the possibilities offered by the principle of magnetic compensation or balancing of the aluminum smelter and of the method of use of the smelter. according to the invention. There are superstructures comprising one or more intermediate arches for supporting the beam, but such intermediate arches, extending transversely above the box and the anodes, are bulky and make tank operations, in particular anode changes, more complex. .
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, le support de l’ensemble anodique comporte une traverse s’étendant transversalement par rapport à la 5 cuve d’électrolyse en étant supportée et connectée électriquement au niveau de chacun des deux bords longitudinaux de part et d’autre de la cuve d’électrolyse.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the support of the anode assembly comprises a cross member extending transversely with respect to the electrolytic cell while being supported and electrically connected at each of the two longitudinal edges of the cell. on either side of the electrolysis cell.
C’est au niveau des bords longitudinaux de la cuve d’électrolyse que s’effectue ainsi la connexion électrique entre les conducteurs de montée et de connexion et l’ensemble anodique et que s’effectue le support mécanique de l’ensemble anodique.It is at the level of the longitudinal edges of the electrolytic cell that the electrical connection between the rising and connecting conductors and the anode assembly is thus made and that the mechanical support of the anode assembly is made.
L’ensemble anodique n’est plus supporté et connecté électriquement au moyen d’une superstructure traversant longitudinalement la cuve d’électrolyse, au-dessus du caisson et des anodes de sorte que les cuves d’électrolyse peuvent être allongées pour profiter pleinement des possibilités offertes par le principe de compensation ou équilibrage magnétique de la méthode d’utilisation de l’aluminerie selon l’invention.The anode assembly is no longer supported and electrically connected by means of a superstructure extending longitudinally through the electrolysis cell, above the casing and the anodes so that the electrolysis cells can be extended to take full advantage of the possibilities. offered by the principle of magnetic compensation or balancing of the method of using the aluminum smelter according to the invention.
Selon un autre mode de réalisation, les conducteurs de montée et de connexion s’étendent de part et d’autre du caisson sans s’étendre au droit de la ou des anodes.According to another embodiment, the riser and connection conductors extend on either side of the box without extending in line with the anode or anodes.
Par « au droit de la ou des anodes » on entend dans un volume formé par translation verticale de la surface obtenue par projection de la ou des anodes dans un plan horizontal XY.By “in line with the anode (s)” is meant in a volume formed by vertical translation of the surface obtained by projection of the anode (s) in a horizontal plane XY.
Un tel mode de réalisation permet de remplacer avantageusement l’anode en la tractant verticalement vers le haut, puisque l’anode tractée vers le haut ne rencontre pas d’éléments ayant servis à sa connexion. De cette simplification du placement et du retrait d’anode découlent là aussi des économies dans la gestion et le fonctionnement de l’aluminerie selon l’invention.Such an embodiment makes it possible to advantageously replace the anode by towing it vertically upwards, since the anode towed upwards does not encounter any elements which were used for its connection. This simplification of the placement and removal of anode again results in savings in the management and operation of the aluminum smelter according to the invention.
Ainsi la longueur des conducteurs de montée et de connexion est diminuée par rapport à une utilisation de conducteurs de montée et de connexion de type classique qui s’étendent typiquement au-dessus de la cuve jusque dans la partie centrale longitudinale de la cuve. Cela contribue à réduire les coûts de fabrication.Thus the length of the riser and connection conductors is reduced compared to the use of conventional riser and connection conductors which typically extend above the vessel as far as the longitudinal central part of the vessel. This helps to reduce manufacturing costs.
Les conducteurs de montée et de connexion sont plus particulièrement connectés aux 30 ensembles anodiques au droit des bords du caisson.The rise and connection conductors are more particularly connected to the 30 anode assemblies to the right of the edges of the box.
Par au droit des bords du caisson on entend dans un volume formé par translation verticale de la surface obtenue par projection des bords du caisson dans un plan horizontal XY.By to the right of the edges of the box is meant in a volume formed by vertical translation of the surface obtained by projection of the edges of the box in a horizontal plane XY.
Avantageusement, les conducteurs électriques de montée et de connexion s’étendent à une hauteur h comprise entre 0 et 1,5 mètre au-dessus d’un plan sensiblement horizontal incluant la surface des liquides contenus dans la cuve d’électrolyse.Advantageously, the rising and connecting electrical conductors extend to a height h of between 0 and 1.5 meters above a substantially horizontal plane including the surface of the liquids contained in the electrolytic cell.
La longueur de ces conducteurs de montée et de connexion est ainsi fortement diminuée par rapport à des conducteurs de montée et de connexion de type classique qui s’étendent à des hauteurs supérieures à deux mètres.The length of these riser and connection conductors is thus greatly reduced compared to conventional riser and connection conductors which extend to heights greater than two meters.
L’invention concerne également un procédé de brassage de l’alumine contenue dans les cuves d’électrolyse d’une aluminerie ayant les caractéristiques précitées, le procédé comprenant :The invention also relates to a process for brewing the alumina contained in the electrolysis tanks of an aluminum smelter having the aforementioned characteristics, the process comprising:
l’analyse d’au moins une caractéristique de l’alumine, la détermination d’une valeur d’intensité du courant de compensation à faire circuler dans le circuit électrique de compensation en fonction de ladite au moins une caractéristique analysée, la modification de l’intensité du courant l2 de compensation jusqu’à la valeur d’intensité déterminée à l’étape précédente si l’intensité du courant l2 de compensation diffère de ladite valeur.the analysis of at least one characteristic of the alumina, the determination of an intensity value of the compensation current to be circulated in the electrical compensation circuit as a function of said at least one analyzed characteristic, the modification of the intensity of the compensation current l 2 up to the intensity value determined in the previous step if the intensity of the compensation current l 2 differs from said value.
Ainsi, le procédé selon l’invention permet de modifier la compensation magnétique, en augmentant ou diminuant l’intensité du courant l2 de compensation, pour induire des instabilités MHD contrôlées, ces instabilités contribuant à brasser l’alumine pour un meilleur rendement. Un tel procédé est particulièrement intéressant avec la configuration des conducteurs électriques décrite ci-dessus qui rend les cuves magnétiquement très stables.Thus, the method according to the invention makes it possible to modify the magnetic compensation, by increasing or decreasing the intensity of the compensation current I 2 , in order to induce controlled MHD instabilities, these instabilities contributing to stirring the alumina for better efficiency. Such a method is particularly advantageous with the configuration of the electrical conductors described above which makes the cells magnetically very stable.
Les caractéristiques de l’alumine analysées peuvent notamment être l’habilité de l’alumine à se dissoudre dans le bain, la fluidité de l’alumine, sa solubilité, sa teneur en fluor, son humidité...The characteristics of the alumina analyzed can in particular be the ability of the alumina to dissolve in the bath, the fluidity of the alumina, its solubility, its fluorine content, its humidity, etc.
La détermination d’une valeur d’intensité du courant de compensation souhaitée fonction des caractéristiques de l’alumine analysée peut être notamment effectuée par utilisation d’un abaque, par exemple réalisé par l’homme du métier par expérimentation et consignation des correspondances optimales intensité du courant l2 de compensation / caractéristiques de l’alumine. Il s’agit ici de quantitfier les instabilités MHD souhaitées.The determination of a value of intensity of the desired compensation current as a function of the characteristics of the alumina analyzed can be carried out in particular by use of an abacus, for example produced by a person skilled in the art by experimentation and recording of the optimal intensity correspondences. of the compensation current l 2 / characteristics of the alumina. The aim here is to quantify the desired MHD instabilities.
Il peut arriver que l’alumine disponible pour un fonctionnement continu de l’aluminerie soit de qualité différente, notamment plus ou moins pâteuse, et donc ayant des habilités différentes à se dissoudre dans le bain d’électrolyse. Dans ce cas, les mouvements des liquides dans les cuves d’électrolyse constituent un atout, car ils permettent de brasser cette alumine pour favoriser sa dissolution. Or, dans le cas de l’auto-compensation notamment, le champ magnétique à l’origine des mouvements des liquides est directement compensé via le courant d’électrolyse lui-même, avec une distribution du champ magnétique imposée et figée par le parcours des conducteurs d’acheminement. Il n’est donc pas possible dans les alumineries avec auto-compensation d’introduire volontairement et temporairement un déséquilibre dans la compensation du champ magnétique afin d’augmenter l’intensité du brassage de l’alumine dans les cuves, et ce afin d’augmenter l’efficacité de la dissolution. Ainsi, lorsque l’alumine disponible est uniquement de l’alumine plus difficile à dissoudre que d’ordinaire, le rendement d’alumineries avec auto-compensation peut être sensiblement affecté.It may happen that the alumina available for continuous operation of the aluminum smelter is of different quality, in particular more or less pasty, and therefore having different abilities to dissolve in the electrolysis bath. In this case, the movements of liquids in the electrolytic cells are an asset, because they allow this alumina to be stirred to promote its dissolution. However, in the case of self-compensation in particular, the magnetic field at the origin of the movements of liquids is directly compensated via the electrolysis current itself, with a distribution of the magnetic field imposed and frozen by the path of the liquids. routing conductors. It is therefore not possible in aluminum smelters with self-compensation to intentionally and temporarily introduce an imbalance in the compensation of the magnetic field in order to increase the intensity of the stirring of the alumina in the tanks, in order to increase the efficiency of the dissolution. Thus, when the available alumina is only alumina more difficult to dissolve than usual, the performance of self-compensating smelters can be significantly affected.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, donné à titre d’exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will emerge clearly from the following description of a particular embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which:
- La figure 1 est une vue schématique d’une aluminerie selon l’état de la technique,- Figure 1 is a schematic view of an aluminum smelter according to the state of the art,
- La figure 2 est une vue schématique de côté de deux cuves d’électrolyse successives de l’état de la technique,- Figure 2 is a schematic side view of two successive electrolysis cells of the state of the art,
- La figure 3 est une vue schématique en filaire du circuit électrique parcouru par le courant d’électrolyse dans les deux cuves de la figure 2,- Figure 3 is a schematic wired view of the electrical circuit through which the electrolysis current flows in the two tanks of Figure 2,
- La figure 4 est une vue schématique en coupe selon un plan longitudinal vertical d’une cuve d’électrolyse de l’état de la technique,- Figure 4 is a schematic sectional view along a vertical longitudinal plane of an electrolysis cell of the prior art,
- La figure 5 est une vue schématique d’une aluminerie selon un mode de réalisation de l’invention, -- Figure 5 is a schematic view of an aluminum smelter according to one embodiment of the invention, -
- La figure 6 est une représentation filaire du circuit électrique parcouru par le courant d’électrolyse dans deux cuves successives d’une aluminerie selon l’invention,- Figure 6 is a wire view of the electrical circuit through which the electrolysis current flows in two successive tanks of an aluminum smelter according to the invention,
- La figure 7 est une vue en coupe selon un plan longitudinal vertical d’une cuve d’électrolyse dans une aluminerie selon un mode de réalisation de l’invention,- Figure 7 is a sectional view along a vertical longitudinal plane of an electrolytic cell in an aluminum smelter according to one embodiment of the invention,
- La figure 8 est une vue schématique de côté de trois cuves d’électrolyse successives dans une file de cuves d’électrolyse d’une aluminerie selon un mode de réalisation de l’invention.- Figure 8 is a schematic side view of three successive electrolysis cells in a line of electrolysis cells of an aluminum smelter according to one embodiment of the invention.
- La figure 9 est une représentation filaire du circuit électrique parcouru par le courant d’électrolyse dans deux cuves successives d’une aluminerie selon l’invention,- Figure 9 is a wire view of the electrical circuit through which the electrolysis current flows in two successive tanks of an aluminum smelter according to the invention,
La figure 1 montre une aluminerie 100 de l’état de la technique. L’aluminerie 100 comprend des cuves d’électrolyses disposées transversalement par rapport à la longueur de la file qu’elles forment. Les cuves sont ici alignées selon deux files 101, 102 parallèles et parcourues par un courant d’électrolyse hoo. Deux circuits 104, 106 électriques secondaires s’étendent sur les côtés des files 101, 102 pour compenser le champ magnétique généré par la circulation du courant I-too d’électrolyse d’une cuve à une autre et dans la file voisine. Les circuits 104, 106 électriques secondaires sont parcourus respectivement par des courants l104, Ι-ιοβ circulant dans le même sens que le courant d’électrolyse li00. Des stations 108 d’alimentation alimentent la série de cuves d’électrolyse et les circuits 104, 106 électriques secondaires. Selon cet exemple, pour un courant d’électrolyse d’intensité 500kA, compte-tenu des perturbations magnétiques de « fin de file », la distance D100 entre les cuves d’électrolyse les plus proches des stations 108 d’alimentation et les stations 108 d’alimentation est de l’ordre de 45m, et la distance D3oo sur laquelle s’étendent les circuits 104, 106 électriques secondaires au-delà des fins de file est de l’ordre de 45m, tandis que la distance D200 entre les deux files 101, 102 est de l’ordre de 85m pour limiter les perturbations magnétiques d’une file sur l’autre.FIG. 1 shows an aluminum smelter 100 of the state of the art. The aluminum plant 100 comprises electrolysis tanks arranged transversely with respect to the length of the line which they form. The tanks are here aligned in two rows 101, 102 parallel and traversed by an electrolysis current hoo. Two secondary electrical circuits 104, 106 extend on the sides of the rows 101, 102 to compensate for the magnetic field generated by the circulation of the electrolysis current I-too from one cell to another and in the neighboring row. The secondary electrical circuits 104, 106 are respectively traversed by currents l 10 4, Ι-ιοβ flowing in the same direction as the electrolysis current li 00 . Supply stations 108 supply the series of electrolytic cells and the secondary electrical circuits 104, 106. According to this example, for an electrolysis current of intensity 500kA, taking into account the magnetic disturbances at the end of the line, the distance D100 between the electrolysis cells closest to the supply stations 108 and the stations 108 power supply is of the order of 45m, and the distance D 3 oo over which the secondary electrical circuits 104, 106 extend beyond the end of the row is of the order of 45m, while the distance D200 between the two lines 101, 102 is of the order of 85m in order to limit the magnetic disturbances from one line to the other.
On précise que la description est réalisée par rapport à un référentiel cartésien lié à une cuve d’électrolyse, l’axe X étant orienté dans une direction transversale de la cuve d’électrolyse, l’axe Y étant orienté dans une direction longitudinale de la cuve d’électrolyse, et l’axe Z étant orienté dans une direction verticale de la cuve d’électrolyse. Les orientations, directions, plans et déplacements longitudinaux, transversaux, verticaux sont ainsi définis par rapport à ce référentiel.It is specified that the description is carried out with respect to a Cartesian frame of reference linked to an electrolytic cell, the X axis being oriented in a transverse direction of the electrolytic cell, the Y axis being oriented in a longitudinal direction of the electrolytic cell. electrolytic cell, and the Z axis being oriented in a vertical direction of the electrolytic cell. The orientations, directions, planes and longitudinal, transverse and vertical displacements are thus defined in relation to this reference frame.
La figure 2 montre deux cuves 200 d’électrolyse traditionnelles consécutives d’une même file de cuves. Comme on peut le voir sur la figure 2, la cuve 200 d’électrolyse comprend un caisson 201 garni intérieurement par des matériaux 202 réfractaires, une cathode 204 et des anodes 206 plongées dans un bain 208 électrolytique au fond duquel est formée une nappe 210 d’aluminium. La cathode 204 est reliée électriquement à des conducteurs cathodiques 205 qui traversent les côtés du caisson 201 au niveau de sorties cathodiques 212. Les sorties 212 cathodiques sont reliées à des conducteurs 214 d’acheminement qui acheminent le courant d’électrolyse jusqu’aux conducteurs 213 de montée et de connexion d’une cuve d’électrolyse suivante. Comme on peut le voir sur la figure 2, ces conducteurs 213 de montée et de connexion s’étendent sur un seul côté, le côté amont, de la cuve 200 d’électrolyse et s’étendent au-dessus des anodes 206, jusqu’à la partie centrale longitudinale de la cuve.Figure 2 shows two consecutive traditional electrolysis cells 200 of the same row of cells. As can be seen in Figure 2, the electrolysis tank 200 comprises a box 201 lined internally with refractory materials 202, a cathode 204 and anodes 206 immersed in an electrolytic bath 208 at the bottom of which is formed a sheet 210 d 'aluminum. The cathode 204 is electrically connected to cathode conductors 205 which pass through the sides of the well 201 at the level of cathode outputs 212. The cathode outputs 212 are connected to routing conductors 214 which carry the electrolysis current to the conductors 213. for raising and connecting a subsequent electrolysis cell. As can be seen in FIG. 2, these rise and connection conductors 213 extend on only one side, the upstream side, of the electrolytic cell 200 and extend above the anodes 206, up to to the longitudinal central part of the tank.
La figure 3 illustre schématiquement le chemin parcouru par le courant d’électrolyse hoo dans chacune des cuves 200 et entre deux cuves adjacentes comme celles représentées sur la figure 2. On remarque notamment que la montée du courant d’électrolyse hoo jusqu’à l’ensemble anodique d’une cuve est asymétrique puisque cette montée est effectuée uniquement à l’amont des cuves dans le sens de circulation globale du courant d’électrolyse hoo dans la file (à gauche des cuves sur les figures 2 et 3).Figure 3 schematically illustrates the path traveled by the electrolysis current hoo in each of the tanks 200 and between two adjacent tanks such as those shown in Figure 2. It is noted in particular that the rise of the electrolysis current hoo to the the anode assembly of a cell is asymmetric since this rise is carried out only upstream of the cells in the direction of the overall flow of the electrolysis current hoo in the line (to the left of the cells in FIGS. 2 and 3).
La figure 4 montre une vue en coupe d’une cuve 200 traditionnelle, dans laquelle on constate l’agencement sur les côtés de la cuve 200 des conducteurs électriques formant les circuits 104, 106 électriques secondaires pour compenser le champ magnétique généré par la circulation du courant hoo d’électrolyse d’une cuve 200 à une autre et dans la file voisine.Figure 4 shows a sectional view of a traditional tank 200, in which we see the arrangement on the sides of the tank 200 of the electrical conductors forming the secondary electrical circuits 104, 106 to compensate for the magnetic field generated by the circulation of the gas. electrolysis current hoo from one tank 200 to another and in the neighboring row.
La figure 5 montre une aluminerie 1 selon un mode de réalisation de l’invention. L’aluminerie 1 comprend une pluralité de cuves 50 d’électrolyse, sensiblement rectangulaires, destinées à la production d’aluminium par électrolyse, qui peuvent être alignées selon une ou plusieurs files, en l’occurrence deux files, sensiblement parallèles, reliées en série et alimentées en courant h d’électrolyse.Figure 5 shows an aluminum smelter 1 according to one embodiment of the invention. The aluminum smelter 1 comprises a plurality of electrolysis tanks 50, substantially rectangular, intended for the production of aluminum by electrolysis, which can be aligned along one or more rows, in this case two rows, substantially parallel, connected in series. and supplied with electrolysis current.
Il est important de noter que les cuves 50 d’électrolyse sont agencées transversalement par rapport à la file qu’elles forment. On notera que par cuve 50 d’électrolyse agencée transversalement on entend cuve 50 d’électrolyse dont la plus grande dimension, la longueur, est sensiblement perpendiculaire à la direction globale dans laquelle circule le courant h d’électrolyse, c’est-à-dire à la direction de circulation du courant h d’électrolyse à l’échelle des files de cuves 50 d’électrolyse.It is important to note that the electrolysis cells 50 are arranged transversely to the line they form. It will be noted that the term “electrolysis cell 50 arranged transversely” is understood to mean electrolysis cell 50, the largest dimension of which, the length, is substantially perpendicular to the overall direction in which the electrolysis current h circulates, that is to say. tell the direction of flow of the electrolysis current h on the scale of the rows of electrolysis cells 50.
L’aluminerie 1 comprend également un circuit 6 électrique de compensation, parcouru par un courant l2 de compensation. A la différence des circuits 104, 106 illustrés sur la figure 1, il est important de noter que le circuit 6 électrique de compensation s’étend sous les cuves 50 d’électrolyse. On remarquera également que le courant l2 de compensation circule en sens inverse du courant h d’électrolyse. Le circuit 6 électrique de compensation de la figure 5 forme plus particulièrement une boucle sous les files de cuves 50 d’électrolyse.The aluminum plant 1 also comprises an electrical compensation circuit 6, through which a compensation current l 2 flows. Unlike the circuits 104, 106 illustrated in FIG. 1, it is important to note that the electrical compensation circuit 6 extends under the electrolysis cells 50. It will also be noted that the compensation current l 2 flows in the opposite direction to the electrolysis current h. The electrical compensation circuit 6 of FIG. 5 more particularly forms a loop under the rows of electrolysis cells 50.
Avantageusement, un ensemble de stations 8 d’alimentation alimente indépendamment les cuves 50 d’électrolyse et le circuit 6 électrique de compensation. Autrement dit, le circuit 6 électrique de compensation est un circuit électrique secondaire de compensation distinct du circuit électrique 7 principal parcouru par le courant h d’électrolyse.Advantageously, a set of supply stations 8 independently supplies the electrolysis tanks 50 and the electrical compensation circuit 6. In other words, the electrical compensation circuit 6 is a secondary electrical compensation circuit separate from the main electrical circuit 7 through which the electrolysis current h flows.
L’intensité du courant k de compensation est variable, indépendamment du courant h d’électrolyse. Ainsi, l’intensité du courant l2 de compensation peut être modifiée sans que l’intensité du courant h d’électrolyse le soit nécessairement.The intensity of the compensation current k is variable, independently of the electrolysis current h. Thus, the intensity of the compensation current l 2 can be modified without the intensity of the electrolysis current h necessarily being changed.
La figure 8 montre trois cuves 50 d’électrolyse consécutives de l’aluminerie 1. Les cuves 50 d’électrolyse peuvent classiquement comprendre un caisson 60, muni de berceaux de renforts 61, qui peut être métallique, par exemple en acier, et un revêtement 62 intérieur en matériaux réfractaires.FIG. 8 shows three consecutive electrolysis cells 50 of the aluminum smelter 1. The electrolysis cells 50 may conventionally comprise a box 60, provided with reinforcing cradles 61, which may be metallic, for example made of steel, and a coating 62 interior in refractory materials.
Les cuves 50 d’électrolyse comprennent une pluralité d’ensembles anodiques constitués d’un support 53 (ici une barre horizontale transversale) et d’au moins une anode 52, notamment en matériau carboné et plus particulièrement de type précuite, des conducteurs 54 de montée et de connexion qui, à la différence de la cuve 200 d’électrolyse, s’étendent de part et d’autre de chacune des cuves 50 d’électrolyse pour conduire le courant h d’électrolyse vers les anodes 52, et une cathode 56, éventuellement formée de plusieurs blocs cathodiques en matériau carboné, traversée par des conducteurs 55 cathodiques destinés à collecter le courant h d’électrolyse pour le conduire vers des sorties 58 cathodiques sortant par le fond du caisson 60 et reliées à des conducteurs 57 d’acheminement conduisant à leur tour le courant d’électrolyse jusqu’aux conducteurs 54 de montée et de connexion de la cuve 50 d’électrolyse suivante. Les ensembles anodiques sont destinés à être enlevés et remplacés périodiquement lorsque les anodes sont usées.The electrolysis cells 50 comprise a plurality of anode assemblies constituted by a support 53 (here a transverse horizontal bar) and at least one anode 52, in particular made of carbonaceous material and more particularly of the prebaked type, conductors 54 of rise and connection which, unlike the electrolytic cell 200, extend on either side of each of the electrolysis cells 50 to conduct the electrolysis current h towards the anodes 52, and a cathode 56, possibly formed of several cathode blocks made of carbonaceous material, crossed by cathode conductors 55 intended to collect the electrolysis current h in order to conduct it towards cathode outputs 58 exiting through the bottom of the well 60 and connected to conductors 57 of routing in turn carrying the electrolysis current to the conductors 54 for raising and connecting the next electrolysis cell 50. The anode assemblies are intended to be removed and replaced periodically when the anodes are worn.
Les conducteurs 55 cathodiques, les sorties 58 cathodiques et les conducteurs 57 d’acheminement peuvent correspondre à des barres métalliques, par exemple en aluminium, cuivre et/ou acier.The cathode conductors 55, the cathode outputs 58 and the routing conductors 57 may correspond to metal bars, for example made of aluminum, copper and / or steel.
La figure 6 représente schématiquement le parcours du courant d’électrolyse h dans deux cuves 50 d’électrolyse successives de l’aluminerie 1 selon l’invention. Par comparaison avec la figure 3, on constatera aisément que la montée du courant d’électrolyse h est ici avantageusement réalisée des deux côtés longitudinaux de la cuve 50 d’électrolyse. On remarque aussi la présence du circuit 6 de compensation, sous les cuves 50 d’électrolyse, et parcouru par le courant l2 de compensation circulant en sens inverse du sens de circulation global du courant d’électrolyse h d’une cuve 50 à la suivante.FIG. 6 schematically represents the path of the electrolysis current h in two successive electrolysis tanks 50 of the aluminum smelter 1 according to the invention. By comparison with FIG. 3, it will easily be seen that the rise in the electrolysis current h is here advantageously carried out on the two longitudinal sides of the electrolysis cell 50. Note also the presence of the compensation circuit 6, under the electrolysis cells 50, and through which the compensation current l 2 flowing in the opposite direction to the overall direction of circulation of the electrolysis current h from a cell 50 to the next.
La figure 9 représente schématiquement le parcours du courant d’électrolyse h dans deux cuves 50 d’électrolyse successives de l’aluminerie 1 selon l’invention et diffère de la figure en ce que les sorties 58 cathodiques sortent du caisson 60 de façon plus conventionnelle au niveau des côtés du caisson 60.FIG. 9 diagrammatically represents the path of the electrolysis current h in two successive electrolysis tanks 50 of the aluminum smelter 1 according to the invention and differs from the figure in that the cathode outputs 58 exit from the well 60 in a more conventional manner at the sides of the box 60.
La figure 7 montre une vue en coupe d’une cuve 50 d’électrolyse de l’aluminerie 1. On remarque également la présence du circuit 6 de compensation, sous les cuves 50 d’électrolyse, et parcouru par le courant k de compensation circulant en sens inverse du sens de circulation global du courant d’électrolyse h d’une cuve 50 à la suivante.FIG. 7 shows a sectional view of an electrolysis cell 50 of the aluminum smelter 1. Note also the presence of the compensation circuit 6, under the electrolysis cells 50, and through which the compensation current k circulates. in the opposite direction to the overall direction of flow of the electrolysis current h from one tank 50 to the next.
On notera aussi que le circuit 6 de compensation forme selon l’exemple de la figure 7 une nappe de trois conducteurs sensiblement équidistants et agencés dans un même plan XY sensiblement horizontal ; de plus, les conducteurs de cette nappe peuvent s’étendre sensiblement symétriquement par rapport à un plan médian transversal XZ.It will also be noted that the compensation circuit 6 forms, according to the example of FIG. 7, a layer of three conductors which are substantially equidistant and arranged in the same substantially horizontal XY plane; in addition, the conductors of this web can extend substantially symmetrically with respect to a transverse midplane XZ.
Le circuit de conducteurs électriques de la cuve, et de l’aluminerie, peut avantageusement être réalisé de façon modulaire. La figure 7 montre notamment une cuve formée de trois modules M identiques. Chaque module comporte dans cet exemple les conducteurs d’acheminement 57 disposés entre trois berceaux 61 adjacents du caisson et un conducteur du circuit 6 de compensation disposé sensiblement sous le berceau 61 central du module. Le conducteur du circuit 6 de compensation du module est traversé par un courant de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant d’électrolyse correspondant à ce module. Comme la stabilité magnétique de la cuve est réalisée par module, la stabilité de la cuve ne dépend pas du nombre de modules formant le circuit de conducteurs électriques de la cuve et de l’aluminerie. Ainsi, la longueur et l’intensité des cuves peut être ajustée de façon simple par addition de modules pour satisfaire aux conditions de réalisation souhaitée de l’aluminerie.The circuit of electrical conductors of the vessel, and of the aluminum smelter, can advantageously be made in a modular fashion. FIG. 7 shows in particular a tank formed of three identical M modules. In this example, each module comprises the routing conductors 57 arranged between three adjacent cradles 61 of the box and a conductor of the compensation circuit 6 disposed substantially under the central cradle 61 of the module. The conductor of the module's compensation circuit 6 is crossed by a current of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current corresponding to this module. As the magnetic stability of the vessel is achieved by module, the stability of the vessel does not depend on the number of modules forming the circuit of electrical conductors of the vessel and the aluminum smelter. Thus, the length and intensity of the tanks can be easily adjusted by adding modules to meet the desired production conditions of the aluminum smelter.
Comme cela est visible sur la figure 8, les conducteurs 54 de montée et de connexion s’étendent vers le haut, par exemple de façon sensiblement verticale, le long de chaque bord longitudinal des cuves 50 d’électrolyse. Les bords longitudinaux des cuves 50 d’électrolyse correspondent aux bords de plus grande dimension, sensiblement perpendiculaires à la direction X transversale.As can be seen in FIG. 8, the riser and connection conductors 54 extend upwards, for example substantially vertically, along each longitudinal edge of the electrolysis cells 50. The longitudinal edges of the electrolysis cells 50 correspond to the edges of larger dimension, substantially perpendicular to the transverse X direction.
Les conducteurs 54 de montée et de connexion à l’amont et ceux à l’aval peuvent par ailleurs être agencés à équidistance d’un plan YZ médian de la cuve 50 d’électrolyse.The upstream and downstream connection conductors 54 and those downstream may also be arranged equidistant from a median plane YZ of the electrolysis cell 50.
Les conducteurs 54 de montée et de connexion amont peuvent être sensiblement symétriques aux conducteurs 54 électriques d’acheminement aval, par rapport au plan YZ médian des cuves 50 d’électrolyse.The upstream connection and upstream conductors 54 may be substantially symmetrical to the downstream electrical conductors 54, relative to the median plane YZ of the electrolytic cells 50.
Bien que cela ne soit pas représenté, les conducteurs 54 de montée et de connexion amont de l’une des cuves 50 d’électrolyse peuvent être agencés en quinconce par rapport aux conducteurs 54 de montée et de connexion aval de la cuve 50 d’électrolyse la précédant dans la file.Although this is not shown, the conductors 54 for raising and connecting upstream of one of the electrolytic cells 50 may be staggered with respect to the conductors 54 for raising and connecting downstream of the electrolysis cell 50. preceding it in the queue.
La figure 8 montre également que les conducteurs 54 de montée et de connexion s’étendent de part et d’autre du caisson 60 sans s’étendre au droit des anodes 52, c’està-dire sans s’étendre dans un volume projeté verticalement de la superficie des anodes dans un plan horizontal.FIG. 8 also shows that the rise and connection conductors 54 extend on either side of the box 60 without extending in line with the anodes 52, that is to say without extending into a vertically projected volume. the area of the anodes in a horizontal plane.
On remarque également que les conducteurs électriques 54 de montée et de connexion s’étendent au-dessus des liquides 63 à une hauteur h comprise entre 0 et 1,5 mètre.It is also noted that the electrical conductors 54 of rise and connection extend above the liquids 63 at a height h between 0 and 1.5 meters.
Par ailleurs, le support 53 de l’ensemble anodique comporte une traverse s’étendant transversalement par rapport à la cuve 50 d’électrolyse en étant supporté et connectée électriquement au niveau de chacun des deux bords longitudinaux de part et d’autre de la cuve 50 d’électrolyse.Furthermore, the support 53 of the anode assembly comprises a crosspiece extending transversely with respect to the electrolysis cell 50 while being supported and electrically connected at each of the two longitudinal edges on either side of the cell. 50 electrolysis.
On notera que la distribution de courant h d’électrolyse entre les conducteurs 54 de montée et de connexion amont des cuves 50 d’électrolyse et les conducteurs 54 de montée et de connexion aval des cuves 50 d’électrolyse peut être par exemple de l’ordre de 30% à 70% à l’amont et respectivement 70% à 30% à l’aval. Avantageusement cette distribution de courant est de 40% à 60% à l’amont et respectivement 60% à 40% à l’aval, et de préférence de 45% à 55% à l’amont et respectivement 55% à 45% à l’aval. Autrement dit, elle est de l’ordre de 50% plus ou moins 20% à l’amont et le reste à l’aval, et de préférence de l’ordre de 50% plus ou moins 10%, et de préférence encore de l’ordre de 50% plus ou moins 5%.It will be noted that the distribution of electrolysis current h between the upstream conductors 54 and the upstream connection of the electrolytic cells 50 and the upstream and downstream connection conductors 54 of the electrolysis cells 50 may for example be around 30% to 70% upstream and respectively 70% to 30% downstream. Advantageously, this current distribution is 40% to 60% upstream and respectively 60% to 40% downstream, and preferably 45% to 55% upstream and respectively 55% to 45% downstream. 'downstream. In other words, it is of the order of 50% plus or minus 20% upstream and the remainder downstream, and preferably of the order of 50% plus or minus 10%, and more preferably of around 50% plus or minus 5%.
Comme on peut le voir sur la figure 8, les sorties 58 cathodiques et les conducteurs 57 d’acheminement peuvent s’étendre uniquement dans un plan XZ vertical perpendiculaire à la direction longitudinale Y des cuves 50 d’électrolyse. En particulier, les sorties 58 cathodiques peuvent s’étendre de façon sensiblement verticale uniquement.As can be seen in Figure 8, the cathode outlets 58 and the routing conductors 57 can extend only in a vertical XZ plane perpendicular to the longitudinal direction Y of the electrolytic cells 50. In particular, the cathode outputs 58 may extend substantially vertically only.
Les sorties 58 cathodiques peuvent traverser le fond du caisson 60 des cuves 50 d’électrolyse, et les conducteurs 57 d’acheminement peuvent s’étendre sous les cuves 50 d’électrolyse, avantageusement en ligne droite, de façon sensiblement parallèle à une direction transversale X des cuves 50 d’électrolyse, vers les conducteurs 54 de montée et de connexion de la cuve 50 d’électrolyse suivante.The cathode outlets 58 may pass through the bottom of the box 60 of the electrolytic cells 50, and the routing conductors 57 may extend under the electrolytic cells 50, advantageously in a straight line, substantially parallel to a transverse direction. X from the electrolysis cells 50, to the conductors 54 for raising and connecting the next electrolysis cell 50.
L’association du circuit 6 électrique de compensation passant sous les cuves 50 d’électrolyse dont le courant l2 de compensation circule en sens contraire du courant h d’électrolyse et des conducteurs 54 de montée et de connexion s’étendant sur deux bords longitudinaux opposés des cuves 50 d’électrolyse permet de stabiliser les liquides contenus dans les cuves 50 d’électrolyse et de limiter les perturbations des cuves 50 d’électrolyse en bout de file, car les champs magnétiques générés par les conducteurs du courant d’électrolyse passant sous les cuves et les conducteurs du circuit électrique de compensation s’annulentThe association of the electric compensation circuit 6 passing under the electrolysis tanks 50, the compensation current l 2 of which flows in the opposite direction to the electrolysis current h and of the rise and connection conductors 54 extending over two longitudinal edges opposites of the electrolytic cells 50 makes it possible to stabilize the liquids contained in the electrolysis cells 50 and to limit the disturbances of the electrolysis cells 50 at the end of the line, because the magnetic fields generated by the conductors of the electrolysis current passing under the tanks and the conductors of the electrical compensation circuit cancel each other out
L’intensité du courant de compensation parcourant le circuit de compensation est avantageusement de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse, de préférence de l’ordre de 70% à 130% de l’intensité du courant h d’électrolyse, et de préférence encore de l’ordre de 80% à 120% de l’intensité du courant h d’électrolyse, afin d’assurer une annulation appropriée des champs magnétiques et la stabilité des cuves.The intensity of the compensation current flowing through the compensation circuit is advantageously of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current h, preferably of the order of 70% to 130% of the intensity of the electrolysis current h, and more preferably of the order of 80% to 120% of the intensity of the electrolysis current h, in order to ensure appropriate cancellation of the magnetic fields and the stability of the cells.
Par conséquent, les distances entre les files, et les longueurs du circuit électrique d’électrolyse et du circuit 6 électrique de compensation, peuvent être réduites. Aussi, en se référant de nouveau à la figure 5, la distance Di entre les cuves 50 d’électrolyse les plus proches des stations 8 d’alimentation et/ou la distance D3 sur laquelle s’étend le circuit 6 électrique de compensation au-delà des fins de file est inférieure ou égale à 30m, par exemple inférieure ou égale à 20m, et de préférence inférieure ou égale à 10m ; la distance D2 entre les deux files est inférieure ou égale à 40m, par exemple inférieure ou égale à 30m, et de préférence inférieure ou égale à 25m. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 5, les deux files de l’aluminerie 1 selon l’invention peuvent être agencées dans un même bâtiment 12, ce qui permet des gains structurels très importants.Therefore, the distances between the strands, and the lengths of the electrolysis electric circuit and the electric compensation circuit 6, can be reduced. Also, referring again to FIG. 5, the distance Di between the electrolysis cells 50 closest to the supply stations 8 and / or the distance D3 over which the electrical circuit 6 for compensation extends. beyond the end of the line is less than or equal to 30m, for example less than or equal to 20m, and preferably less than or equal to 10m; the distance D 2 between the two rows is less than or equal to 40m, for example less than or equal to 30m, and preferably less than or equal to 25m. Thus, as can be seen in FIG. 5, the two lines of the aluminum smelter 1 according to the invention can be arranged in the same building 12, which allows very significant structural gains.
De préférence, le circuit 6 électrique de compensation s’étend sous les cuves 50 en formant une nappe de deux à douze, de préférence de trois à dix, conducteurs électriques parallèles sensiblement équidistants répartis sensiblement symétriquement par rapport à un axe X médian transversal des cuves 50. Le courant l2 de compensation traversant par exemple de façon équirépartie les conducteurs de cette nappe de conducteurs parallèles est ainsi mieux réparti sous toute la longueur de la cuve 50. Les champs magnétiques générés par les conducteurs 57 d’acheminement traversés par le courant h d’électrolyse, eux-mêmes répartis sous la cuve 50 sur toute sa longueur, sont ainsi mieux compensés.Preferably, the electrical compensation circuit 6 extends under the tanks 50, forming a layer of two to twelve, preferably three to ten, substantially equidistant parallel electrical conductors distributed substantially symmetrically with respect to a transverse median axis X of the tanks 50. The compensation current l 2, for example passing evenly through the conductors of this layer of parallel conductors, is thus better distributed over the entire length of the tank 50. The magnetic fields generated by the conductors 57 traversed by the current h electrolysis, themselves distributed under the tank 50 over its entire length, are thus better compensated.
Le ou les conducteurs électriques formant le circuit 6 électrique de compensation s’étendent sous les files de cuves 50 de façon sensiblement parallèle à un axe transversal X des cuves 50 d’électrolyse.The electrical conductor or conductors forming the electrical compensation circuit 6 extend under the rows of cells 50 substantially parallel to a transverse axis X of the electrolysis cells 50.
On notera que le circuit 6 de compensation peut être formé par des conducteurs électriques formant une pluralité de sous-circuits électriques secondaires de compensation, indépendants les uns des autres, et chacun parcouru par un courant de compensation circulant en sens contraire du courant h d’électrolyse. Les sous-circuits électriques secondaires de compensation peuvent former des boucles parallèles sous les cuves 50 d’électrolyse, par exemple deux dans le cas de la figure 5. Ainsi, en cas de <It will be noted that the compensation circuit 6 can be formed by electrical conductors forming a plurality of secondary electrical compensation sub-circuits, independent of each other, and each through which a compensation current flowing in the opposite direction of the current h d 'flows. electrolysis. The secondary electrical compensation sub-circuits can form parallel loops under the electrolysis tanks 50, for example two in the case of Figure 5. Thus, in the event of <
perçage d’une cuve 50 d’électrolyse, si l’un des sous-circuits est atteint, le ou les autres sous-circuits électriques secondaires de compensation peuvent continuer de compenser le champ magnétique.drilling of an electrolysis cell 50, if one of the sub-circuits is reached, the other secondary compensation sub-circuit (s) can continue to compensate for the magnetic field.
Par ailleurs, les conducteurs électriques du circuit 6 de compensation, ou le cas échéant de l’un des sous-circuits électriques secondaires de compensation, peuvent réaliser plusieurs tours en parallèle et/ou en série sous les cuves d’électrolyse, notamment lorsque ces conducteurs électriques sont en matériau supraconducteur.Furthermore, the electrical conductors of the compensation circuit 6, or where appropriate of one of the secondary compensation electrical sub-circuits, can make several turns in parallel and / or in series under the electrolytic cells, in particular when these electrical conductors are made of superconducting material.
Les conducteurs électriques formant le circuit 6 de compensation peuvent correspondre à des barres métalliques, par exemple en aluminium, cuivre ou acier, ou, de manière avantageuse, à des conducteurs électriques en matériau supraconducteur, ces derniers permettant de réduire la consommation d’énergie et, du fait de leur masse plus faible que celle des conducteurs équivalents en métal, de réduire les frais de structure pour les supporter ou pour les protéger d’éventuelles coulées de métal au moyen de déflecteurs métalliques. Avantageusement, ces conducteurs électriques en matériau supraconducteur peuvent être agencés pour réaliser plusieurs tours en série sous la ou les files de cuves.The electrical conductors forming the compensation circuit 6 may correspond to metal bars, for example made of aluminum, copper or steel, or, advantageously, to electrical conductors of superconducting material, the latter making it possible to reduce energy consumption and , because of their lower mass than that of equivalent metal conductors, to reduce the structural costs to support them or to protect them from possible metal flows by means of metal deflectors. Advantageously, these electrical conductors made of a superconductive material can be arranged to make several turns in series under the row or rows of tanks.
La somme des intensités parcourant tous les conducteurs du circuit électrique de compensation passant sous la cuve est avantageusement de l'ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse, de préférence de l’ordre de 70% à 130% de l’intensité du courant h d’électrolyse, et de préférence encore de l’ordre de 80% à 120% de l’intensité du courant h d’électrolyse.The sum of the currents flowing through all the conductors of the electrical compensation circuit passing under the tank is advantageously of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current h, preferably of the order of 70% to 130% of the intensity of the electrolysis current h, and more preferably of the order of 80% to 120% of the intensity of the electrolysis current h.
Ainsi, si l’aluminerie 1 comprend un circuit 6 électrique secondaire de compensation formant un unique tour sous les cuves 50 d’électrolyse, l’intensité du courant de compensation parcourant ce circuit 6 électrique de compensation peut être de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse. Si ce circuit 6 électrique secondaire de compensation forme N tours sous les cuves 50 d’électrolyse, alors la somme des N intensités traversant chacun ces tours est de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant d’électrolyse. Aussi, selon l’exemple de la figure 5, l’intensité du courant l2 correspondant à la somme des intensités l2o et I21 traversant chacun des deux tours peut être de l’ordre de 50% à 150% de l’intensité du courant h d’électrolyse.Thus, if the aluminum smelter 1 comprises a secondary electrical compensation circuit 6 forming a single turn under the electrolysis cells 50, the intensity of the compensation current flowing through this electrical compensation circuit 6 can be of the order of 50%. at 150% of the intensity of the electrolysis current h. If this secondary electrical compensation circuit 6 forms N turns under the electrolysis cells 50, then the sum of the N currents each passing through these turns is of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current. Also, according to the example of FIG. 5, the intensity of the current l 2 corresponding to the sum of the intensities l 2 o and I21 passing through each of the two turns can be of the order of 50% to 150% of the intensity of the electrolysis current h.
L’invention concerne également un procédé de brassage de l’alumine dans les cuves 50 d’électrolyse de l’aluminerie 1. Ce procédé comprend une étape de modulation de l’intensité du courant de compensation parcourant le circuit 6 électrique de compensation, ou le cas échéant des courants de compensation parcourant les sous-circuits le formant.The invention also relates to a process for stirring alumina in the electrolysis cells 50 of the aluminum plant 1. This process comprises a step of modulating the intensity of the compensation current flowing through the electrical compensation circuit 6, or where appropriate, compensation currents flowing through the sub-circuits forming it.
Cette modulation peut plus particulièrement être fonction des caractéristiques de l’alumine, de variation de l’intensité du courant d’électrolyse ou de modifications structurelles de l’aluminerie.This modulation can more particularly be a function of the characteristics of the alumina, of the variation in the intensity of the electrolysis current or of structural modifications of the aluminum smelter.
Le procédé de brassage de l’alumine comprend les étapes :The alumina brewing process includes the steps:
- d’analyse d’au moins une caractéristique de l’alumine (par exemple l’habilité de l’alumine à se dissoudre dans le bain, la fluidité de l’alumine, sa solubilité, sa teneur en fluor, son humidité...),- analysis of at least one characteristic of alumina (for example the ability of alumina to dissolve in the bath, the fluidity of the alumina, its solubility, its fluorine content, its humidity, etc. .),
- de détermination d’une valeur d’intensité du courant de compensation à faire circuler dans le circuit de compensation en fonction de ladite au moins une caractéristique analysée (cette étape de détermination pouvant être réalisée au moyen d’un abaque obtenue par expérimentation présentant une relation entre la valeur d’intensité et la caractéristique analysée), dans le but de générer un seuil de vitesse des écoulements MHD adapté pour brasser efficacement l’alumine en impactant le moins possible le rendement,- determining an intensity value of the compensation current to be circulated in the compensation circuit as a function of said at least one analyzed characteristic (this determination step can be carried out by means of an abacus obtained by experimentation exhibiting a relationship between the intensity value and the characteristic analyzed), with the aim of generating a speed threshold of the MHD flows adapted to efficiently stir the alumina while impacting the yield as little as possible,
- de modification de l’intensité du courant l2de compensation conformément à la valeur d’intensité déterminée à l’étape précédente.- modification of the intensity of the compensation current l 2 in accordance with the intensity value determined in the previous step.
Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n’ayant été donné qu’à titre d’exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par la substitution d’équivalents techniques, sans sortir pour autant du champ de protection de 20 l’invention. Cette invention est compatible par exemple avec l’utilisation d’anodes de type « inerte » au niveau desquelles se forme de l’oxygène au cours de la réaction d’électrolyse.Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described above, this embodiment having been given only by way of example. Modifications are possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by the substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention. This invention is compatible, for example, with the use of anodes of the "inert" type at which oxygen is formed during the electrolysis reaction.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR13/01910 | 2013-08-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA17793A true OA17793A (en) | 2017-12-18 |
Family
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