Brevet FR2152402A1 — publié le 19730427

L'invention concerne la métallurgie des métaux nor-fe-rleux, -et notamment les matériels pour l'élaboration des métaux non- -f erreux par électrolyse. On connait largement bien les cuves d'électrolyse à boucles. Une cuve de ce type comprend une cuve proprement dite avec un électrolyte, des tambours supérieurs moteurs servant à l'amenée de courant, et des tambours inférieurs tendeurs, entre lesquels la bande-cathode défile en brins verticaux, et des anodes. La cuve d'électrolyse comporte des barboteurs pour le brassage de l'électrolyte, et des écrans en matière vinylique montés de part et d'autre de la bande afin de prévenir la formation de suepaisseurs aux bords de cette bande. le principal inconvénient de cette cuve d'électrolyse à boucles consiste en ce que sa production spécifique est relativement basse. En outre, de même que toutes les installations à boucles connues, la cuve d'électrolyse est réalisée de telle façon que les tambours supérieurs moteurs et les tambours inférieurs tendeurs soient respectivement fixés à la membrure supérieure et à la membrure inférieure d'une forme tridimensionnelle unique. Une telle conception rend la conduite et l'entretien incommodes. Ainsi, pour pénétrer dans la cuve afin la visiter ou de la réparer, ou bien pour extraire un tambour inférieur, il faut extraire de la cuve toute une structure lourde, en déconnectant, lors de cette opération, des barres d'amenée de courant et des canalisations technologiques. Pour assurer la croissance bilatérale continue de la bande, les anodes sont réalisées sous la forme de blocs composites, constitués par des barres rectangulaires. Chaque barre d'anode a sa propre suspension par contact. Pendant le fonctionnement, au fur et à mesure de la disso- lution des anodes, il faut suspendre de nouvelles ber dfaLode, pousser toutes les barres sous la bande et extraire lr rlus de barre du côté opposé de la bande. Une telle construction de la cuve d'électrolyse impl@que de grandes dépenses de main-d'oeuvre pour le remplacement des anodes, et une quantité de déchets non inférieure à 25 %, afin de diminuer la probabilité de rupture des résidus de barre. En cas de rupture, les résidus de barre pourraient bloquer le mouvement ou rompre la bande, casser les barboteurs et mettre hors d'usage'la cuve d'électrolyse. Les écrans en diélectrique montés aux bords de la bande afin de prévenir la formation de suiiaisseurs aux bords et la croissance de dendrites sur ces bords, se coincent et se rompent lors du défilement de la bande. En outre, l'engagement de la bande dans les écrans est une opération extrêmement lourde de main-d'oeuvre. De plus, toutes les constructions connues de cuve d'électrolyse à boucles ont des boucles et, par conséquent, des anodes d'une même longueur. le courant estiransmis dans la cuve d'électrolyse par la bande, dont l'épaisseur croît au fur et à mesure du défilement, d'une boucle à l'autre (de 0,05 à 0,5 mm). La résistance électrique de la bande diminue donc et, par conséquent, le courant croît de la première à la dernière boucle. le calcul de la longueur d'une boucle s'effectue d'après la charge admissible en courant dans la première boucle, ce qui fait que les boucles suivantes se trouvent incomplètement chargées en courant et, en déMnitive, les possibilités de la cuve d'électrolyse sont incomplètement utilisées. le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients énumérés ci-dessus. Il s'agissait donc de créer une construction de cuve d'électrolyse à boucles qui puisse assurer l'obtention de densités de courant égales dans chaque boucle de la bande, donner une grande production spécifique, prévenir la formation de sur épais- seurs aux bords de la bande et être de fonctionnemetetdEntretien simPles. Pour parvenir au but ci-dessus et à d'autres buts, la présente invention prévoit une cuve d'électrolyse à boucles, comprenant une cuve proprement dite avec l'électrolyte, des tambours supérieurs moteurs d'amenée de courant, et des tambours inférieurs tendeurs, entre lesquels défile la bande-cathode et entre lesquels sont montées verticalement les plaques d'anode, cuve dans laquelle, conformément à l'invention, les plaques d'anode ont leurs bords verticaux rabattus et sont fixées sur des châssis tubulaires tridimensionnels séparés, disposés successivement dans le sens de défilement de la bande, chaque châssis aval ayant une hauteur plus grande que les châssis amont. le châssis tubulaire tridimensionnel comprend des éléments simples entre lesquels est placé un élément double qui possède à sa partie inférieure des crampons, pour l'accouplement à des griffes prévues sur les éléments simples, ainsi que des glissières pour les tourillons des tambours tendeurs inférieurs. Une telle réalisation constructive permet de donner à chaque boucle aval une quantité de courant plus grande, c'est-à-dire d'accroître la production spécifique de la cuve d'électrolyse. En outre, une telle construction assure l'obtention d'une bande de haute qualité sans surépaisseurs et allège le fonctionnement et l'entretien de la cuve d'électrolyse, ses visites et ses réparations. On donne ci-après à titre non limitatif un exemple concret de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une cuve d'électrolyse conforme à l'invention, en coupe longitudinale; - la figure 2 représente un châssis tubulaire avec plaques d'anode de la cuve d'électrolyse conforme à l'invention, en coupe longitudinale; - la figure 3 est une coupe transversale, selon III-III de la figure 2 dudit châssis tubulaire avec plaques d'anode. La cuve d'électrolyse à boucles entre dans la composition d'une installation en ligne pour l'élaboration d'une bande de cuivre. Au commencement de la ligne est installée une cuve d'électrolyse à tambour 1 (figure 1) élaborant une bande mince qui va ensuite à la cuve d'électrolyse à boucles 2 pour l'augmentation de son épaisseur. La bande sortant de la cuve d'électrolyse à boucles 2 est lavée, séchée, tronçonnée en plaques qui sont empilées dans l'unité 3. La cuve d'électrolyse à boucles 2 se compose d'une cuve 4 remplie d'électrolyte, de tambours supérieurs moteurs d'amenée de courant 5, montés sur les bords de la cuve 4, et de tambours inférieurs tendeurs 6. Entre les tambours supérieurs d'amenée de courant 5 et les tambours inférieurs tendeurs 6, la bande-cathode 7 défile en faisant des boucles verticales. De part et d'autre de la bande-cathode 7, parallèlement à ses brins, sont montées des plaques d'anode (non représentées sur la figure 1) en plomb. les plaques d'anode (non représentées sur la figure 1) sont fixées sur des châssis tubulaires tridimensionnels séparés 8 (figure 2), disposés successivement dans le sens de défilement de la bande 7. Chaque châssis tubulaire 8 est réalisé en tubes de titane et se compose de deux éléments simples 9 et d'un élément 10 double placé entre eux. L'élément simple 9 avec les plaques d'anode 11 fixées sur lui, comporte à sa partie supérieure une tige d'anode 12 pour la transmission du courant de la barre d'alimentation aux plaques d'anode 11, et, à la partie inférieure, il comporte des griffes 13 (plats à bord rabattus) (figure 3). Sur l'élément double 10 sont fixées deux plaques d'anode 14, et, à sa partie supérieure, il est prévu en conséquence deux tiges d'anode 15 pour la transmission du courant de la barre d'alimentation aux plaques d'anode 14. A la partie inférieure de l'élément double 10, il y a un crampon 16 pour l'accouplement aux griffes 13 des éléments simples 9 adjacents. En outre, à la partie inférieure de l'élément double 10, il y a également des glissières verticales spéciales 17, dans lesquelles coulissent suIvant la verticale les tourillons 18 des tambours inférieurs tendeurs 6. Sur les tourillons 18 sont engagées des tringles 19, fixées à l'aide d'amortisseurs 20 dans la partie supérieure de l'élément double 10. Les tringles 19 sont reliées à l'aide de commutateurs électriques (non représentés sur la figure).avec la commande des tambours supérieurs d'amenée de courant 5, et sont destinées à limiter le déplacement des tambours inférieurs tendeurs 6 dans la direction verticale. Les tringles 19 maintiennent aussi les tambours inférieurs tendeurs 6 en cas de rupture de la bande. Les tubes de titane de la membrure inférieure des élém-Rrts simples et doubles 9, 10 servent simultanément de barboteurs 21 débitant de l'air pour brasser l'électrolyte. L'air est amené aux barboteurs 21 par des tubes verticaux (non représentés sur la figure) du châssis tubulaire 8. Les plaques d'anode 11 et 14 insolubles, ont des bords rabattus (figure 35. La bande 7 passe entre les plaques d'anode des châssis simples et doubles 9, 10, en formant des boucles. Les hauteurs des plaques d'anode 11 et 14 et, par conséquent, les hauteurs des châssis tubulaires tridimensionnels 8 sont différents et dépendent de l'épaisseur de la bande 7. Chaque châssis tubulaire 8 aval, dans le sens de défilement de la bande 7, a une hauteur plus grande que le châssis amont voisin. La hauteur du premier châssis tubulaire avec la plaque d'-anode (non représentée sur la figure 1) est déterminée par le calcul et dépend de la quantité de courant admissible dans la section droite de la bande 7 entrant dans la cuve d'électrolyse à boucles, et de la densité de courant prescrite. La longueur des châssis tubulaires avec plaques d'anode, qui suivent, est également déterminée d'après l'épaisseur de la bande à l'entrée et la densité de courant prescrite. La cuve d'électrolyse à boucles fonctionne de la façon suivante. La bande de cathode 7 élaborée au préalable dans la cuve d'électrolyse à tambour 1 est tirée à travers la cuve 4 remplie d'électrolyte, où elle contourne successivement les tambours supérieurs d'amenée de courant 5 et les tambours inférieurs tendeurs 6 en formant des boucles verticales, dont les brins passent entre les plaques d'anode 11 et 14. Lors du défilement de la bande, son épaisseur croît musc 'à la valeur requise. A la sortie de la cuve la bande-cathode est ~avé seoee, tronçonnée, et les plaques ainsi obtenues sont empilées r-en l'unité 3. Les bords rabattus des plaques d'anode 7, du fait de leur éloignement progressif du bord de la bande-cathode, permettent de diminuer la concentration des lignes de force aux bords de la bande et, de la sorte, de supprimer l'effet de bord eut d'obtenir une bande sans surépaisseurs aux bords. Lors des réparations et des visites de la partie intérieure de la cuve d'électrolyse 4, la construction du châssis tubulaire 8 permet d'extraire n'importe lequel de ses éléments, ce qui simplifie notablement la conduite et l'entretien de la cuve d'électrolyse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Cuve d'électrolyse à boucles pour l'élaboration d'une bande métallique, comprenant une cuve prpprement dite contenant l'électrolyte, des tambours supérieur; moteurs pour l'amenée du courant, et des tambours inférieurs tendeurs, entre lesquels défile la bande-cathode et entre lesquels sont montées verticalement les plaques d'anode, caractérisée en ce que les plaques d'anode ont leurs bords verticaux rabattus et sont fixés sur des châssis tubulaires tridimensionnels séparés, disposes successivement dans le sens de défilement de la bande, chaque châssis ayant une hauteur plus grande que les châssis situés en amont de lui. 2.- Cuve d'électrolyse à boucles selon la revendication 1, caractérisée en ce que le châssis tubulaire tridimensionnel comprend des éléments simples entre lesquels est placé un élément double qui possède à sa partie inférieure des crampons, pour l'accouplement à des griffes prévues sur les éléments simples, ainsi que des glissières pour les tourillons des tambours tendeurs inférieurs.