Brevet FR2476686A1 — publié le 19810828

DISPOSITIF D'ALI1ENTATION EN PATE CARBONEE DE LA PARTIE SUPERIEURE D'UNE ANODE CONTINUE La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en pâte carbonée de la partie supérieure d'une anode continue et en particulier, d'une anode du type à "auto-cuisson" ou "Soderberg", utilisée dans les cellules d'électrolyse ignée pour la production d'aluminium à partir d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue. Dans les cuves d'électrolyse ignée de ce type, l'anode s'use à sa partie inférieure du fait de la combustion provoquée par l'oxygène provenant de la décomposition de l'alumine. Pour compenser cette usure, on descend progressivement l'anode qui est suspendue à un portique appelé "croisillon", au moyen de tiges métalliques dites "goujons", qui assurent à la fois sa suspension mécanique et son alimentation en courant. Périodiquement, on doit arracher les goujons et les replanter dans l'anode à un niveau supérieur avant qu'ils ne soient descendus jusqu'au niveau de l'électrolyte et, en outre, on doit alimenter l'anode, à sa partie supérieure, en pâte carbonée. Cette pâte carbonée est constituée par un mélange de coke et de brai préalablement malaxé à chaud et mis sous forme de plaquettes. On a utilisé, jusqu a ces dernières années, des pâtes carbonées relativement "grasses" avec une proportion de brai pouvant aller de 30 à 34 %, qui passent entre 160 et 200 C par un état suffisamment fluide pour s'étant ler spontanément sur toute la surface de l'anode, meme si on procède au chargement en un seul point ou en un nombre limité de points. Cependant, la tendance actuelle est de revenir à des pâtes plus "sèches", telles qu'on les utilisait à l'origine, en particulier dans les cellules d'électrolyse à goujons horizontaux ou obliques, avec une teneur en brai pouvant se situer entre 26 et 30 t. Une des raisons de ce changement est de supprimer le dégagement des fumées dûes au départ des constituants volatils du brai au moment du passage de la pâte à l'état fluide, ces fumées constituant une nuisance et rendant souvent pénible le séjour prolongé dans les salles d'électrolyse. Mais, du fait de leur teneur réduite en brai, ces pâtes carbonées "sè- ches" ne passent pas par un état véritablement fluide et ne peuvent, de ce fait, s'étaler spontanément sur toute la surface de l'anode. A partir d'un point de chargement, il faut donc procéder, avec des rateaux, à un étalement manuel, rendu pénible par la chaleur intense régnant à proximité de la cuve, difficile en raison de la largeur des anodes sur les grandes cuves modernes (plus de deux mètres) et de l'encombrement de l'espace par les goujons verticaux, et dangereux en raison de la proximité de métal et de bain en fusion. On a déjà décrit des dispositifs de chargement de pâtes carbonées sur les anodes Soderberg, en particulier dans les brevets français 1 213 015 au nom de PECHINEY, et 2 117 758 au nom de PROEKTNO-KONSTRUKTORSKY TEKHNOLO- GI(31ESKY INSTITUT, mais ces engins, qui comprennent essentiellement une trémie de stockage, un élévateur et un distributeur, ne sont pas adaptés au problème de la distribution régulière de plaquettes de pâte sèche sur toute la surface de l'anode, car ils ne peuvent assurer qu'un chargement localisé. L'objet de la présente invention est un dispositif permettant la distribution de la pâte carbonée sur toute la surface de l'anode, à partir d'une trémie de stockage amenée à proximité de la cuve d'électrolyse, comportant un dispositif élévateur, prélevant la pâte dans la trémie de stockage, un dispositif distributeur et un dispositif répartiteur constitué par un tapis roulant, circulant sur deux rouleaux d'axe sensiblement horizontal, dont l'orientation et l'inclinaison sont réglables, et qui est animé d'une vitesse linéaire pouvant se situer entre 0,5 et 5 mètres par seconde. L'orientation du tapis roulant peut s'effectuer par une rotation pouvant atteindre environ 1700, autour d'un axe vertical situé sensiblement au niveau du rouleau arrière. L'inclinaison peut varier entre environ + 10 et - 100 par rapport à l'hori- zontale, par rotation autour de l'axe du rouleau arrière. L'ensemble du dispositif d'alimentation est, de préférence, monté sur un chassis mobile, tracté ou automoteur. La figure 1 représente un dispositif d'alimentation en pâte carbonée conforme à l'invention. Il comprend une trémie de stockage (1), de grand volume, qui contient la réserve de pâte carbonée. Le plus souvent, la pâte se trouve sous- forme de plaquettes, d'un poids unitaire d'environ 100 grammes. Un élévateur (2) de tout type connu, par exemple à godets, amène les boulets dans la goulotte (3) d'où ils s'écoulent par les couloirs distributeurs (4) et (5) vers le répartiteur (6). L'un des couloirs (4) ou (5) peut être muni d'un dispositif de pesée continue de la pâte carbonée. Le répartiteur (6) comporte un tapis roulant (7) constitué par une bande sans fin mobile sur deux rouleaux (8) et (-9) à axe horizontal, le rouleau arrière (8) étant accouplé à un moteur (non représenté), le diamètre du rouleau et la vitesse de rotation du moteur étant calculés pour conférer au tapis roulant une vitesse linéaire entre 0,5 et 5 mètres / seconde réglable en agissant par exemple sur la vitesse de rotation du moteur ou sur la transmission entre le moteur et le rouleau entrainé. L'ensemble du répartiteur (6) peut être déplacé autour d'un axe vertical (10) en balayant un angle d'environ 1700 dans le plan horizontal. Il peut également être déplacé autour d'un axe horizontal passant par l'axe du rouleau (8) avec une amplitude d'une dizaine de degrés au-dessus et au-dessous du plan horizontal. Ces déplacements peuvent être obtenus par tous moyens connus et, de préférence, au moyen de vérins hydrauliques dont les commandes sont centralisées dans une cabine. L'ensemble du dispositif peut être installé sur un engin automoteur et utiliser, comme source d'énergie, le moteur de l'engin. Il peut également, comme représenté sur la figure 1, être placé~sur une remorque ou semi-remorque (11). Dans ce cas, on luî adjoint une source d'énergie telle qu'un moteur thermique. Pour assurer le chargement de plaquettes de pâte carbonée sur les anodes d'une série de cuves d'électrolyse, le conducteur positionne le tapis roulant selon l'angle qui lui semble le plus favorable pour assurer une distribution régulière de la pâte entre les goujons au fur et à mesure que l'engin se déplace le long de la série de cuves.Cet angle est généralement de l'ordre de 450 par rapport à l'axe transversal de la série, pour des cuves disposées en long, pour passer entre les deux rangées de goujons situées d'un même côté de la cuve En combinant le mouvement de translation, l'inclinaison du tapis roulant et sa vitesse linéaire, le conducteur peut assurer une distribution ré culière sur toute la surface de l'anode. Lorsque la vitesse du tapis est minimale, les plaquettes de pâte carbonée tombent directement sur l'anode à la verticale de l'extrémité du tapis. A vitesse plus élevée, les plaquettes sont projetées à une distance qui est fonction de leur masse et de la vitesse acquise. Cette distance peut atteindre facilement la demi-largeur de l'anode (t à 1ss2 mètre). On a ainsi réalisé un dispositif de chargement comportant une trémie d'une capacité de 10 tonnes de plaquettes de pâte carbonée avec un tapis roulant de 20 cm de largeur, dont la vitesse peut être fixée à 3,5 ou 4,5 5 mètres/seconde. L'alimentation d'une anode de 6,7 x 2,4 mètres est effectuée en 5 minutes environ à raison de trois chargements par semaine. La régularité de répartition supprime toute intervention manuelle. REVENDICATIONS 10/ - Dispositif d'alimentation en pâte carbonée de la partie supérieure d'une anode continue utilisée dans les cellules d'électrolyse ignée pour la production d'aluminium, comportant une trémie de stockage de plaquettes de pâte carbonée, un élévateur, un distributeur et un ré partiteur,caractérisé en ce que le répartiteur est constitué par un tapis roulant circulant sur deux rouleaux d'axe sensiblement horizontal disposés l'un à l'avant, l'autre à l'arrière dudit tapis roulant dont l'orientation et l'inclinaison sont réglables, et qui est animé d'une vitesse linéaire pouvant se situer entre 0,5 et 5 mètres par seconde. 20/ - Dispositif d'alimentation en pâte carbonée selon revendication 1, caractérisé en ce quel'orientation du tapis roulant peut s'effectuer par une rotation pouvant atteindre environ 1800 autour d'un axe vertical disposé sensiblement au niveau du rouleau arrière. 3 / - Dispositif d'alimentation en pâce carbonée selon revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison peut varier entre environ + 10 et - 100 par rapport à l'horizontale, par rotation autour de l'axe du rouleau arrière.