Brevet FR2505368A1 — publié le 19821112

DISPOSITIF POUR LA PRODUCTION D'ALUMINIUtI PAR ELECTROLYSE IGNEE SOUS TRES HAUTE INTENSITE La présente invention a pour objet un dispositif pour la production d'aluminium par électrolyse ignée dans des cuves à très haute intensité et avec des consommations énergétiques très faibles. Une cuve d'électrolyse ignée comprend un creuset rectangulaire dont le fond, constituant la cathode, est formé par des blocs de carbone scellés sur des barres métalliques parallèles au petit côté de la cuve. La cathode est reliée électriquement à un ou plusieurs conducteurs négatifs, dits "collecteurs''. Sur le creuset est fixée une superstructure comprenant les croisillons horizontaux parallèles au grand côté de la cuve auxquels sont suspendues des anodes en carbone. Le creuset contient un bain d'électrolyse constitué essentiellement par de l'alumine dissoute dans de la cryolithe. Les anodes sont alimentées en courant électrique par un ou plusieurs conducteurs d'alinentation positifs, dits "montées". Sous l'effet du passage du courant, l'alumine se décompose en aluminium qui se dépose sur la cathode et en oxygène qui se combine au carbone des anodes. Une partie du bain se solidifie au contact des parois latérales du creuset, formant ainsi un talus électriquement et thermiquement isolant. Dans le cas où les cuves sont disposées en travers, c'est-à-dire leur grand côté perpendiculaire à la direction générale du courant dans la file de cuves, les extrémités des barres sont dites amont ou aval suivant qu'elles sortent du côté amont ou aval de la cuve par rapport au sens du courant pris comme référence. Les cuves sont branchées en série, les collecteurs cathodiques d'une cuve amont étant reliées aux montées anodiques de la cuve aval suivante. EXPOSE DU PROBLEME. On sait que, pour réduire le coût des investissements, l'homme de l'art cherche à augmenter la puissance et la production journalière des cuves en augmentant leurs dimensions et l'intensité qui les tra verse. C'est ainsi que les cuves à électrolyse, qui étaient alimentées sous 100 000 A il y a 25 ans, sont aujourd'hui construites pour dépasser 200 000 A. Il est rapidement apparu aux yeux de l'homme de l'art que l'augmentation de l'intensité nominale des cuves passait par une maîtrise de plus en plus nécessaire des phénomènes magnétohydrodynamiques. La première tendance a été pour celà de préférer aux cuves dites "en long" (c'est-à-dire placées parallèlement à l'axe des files de cuves), des cuves dites "en travers" (ctest-h-dire placées en travers par rapport à l'axe des files)malgré les difficultés d'exploitation induites par cette disposition. Ces cuves en travers présentent, en effet, l'avantage d'avoir, par symétrie de construction, des effets hydrodynamiques symétriques par rapport au plan de symétrie de la cuve parallèle à l'axe de la file.Ces effets sont alors minimisés et permettent d'atteindre des intensités supérieures à 100 000 A sans dégrader les rendements énergétiques de l'électrolyse. Les consommations énergétiques des cuves d'électrolyse représentent un poste très lourd du coût de fabrication de l'aluminium. Elles peuvent être améliorées en évitant les pertes thermiques à travers les blocs de carbone cathodiques ou les anodes. A cet effet, un calorifugeage soigné, par des matériaux et des méthodes connues de l'homme de l'art, est disposé entre le creuset en carbone et le caisson en acier maintenant l'ensemble. Une tôle d'acier ou une couche d'un produit imperméable aux infiltrations de produits fluorés et sodiques peut être intercalée entre carbone et réfractaires pour protéger ceux-ci de la destruction.La puissance dégagée par effet Joule dans le bain d'électrolyse doit alors être réduite et ceci peut être obtenu en particulier en limitant la densité de courant dans le bain ou en diminuant la distance entre l'anode et l'aluminium fondu sur la cathode, qui constitue l'essentiel de la résistance chauffante de l'ensemble. La première de ces voies conduit à réduire l'intensité totale traversant la cuve et, donc, la production journalière de la cuve. Elle n'est utilisée par l'homme de l'art que si la seconde voie évoquée n'est plus exploitable. Le passage du courant électrique dans les conducteurs d'alimentation et dans les parties conductrices de la cuve produit des champs magnétiques qui provoquent des mouvements dans le métal liquide et une déformation de I'interface métal-bain d'électrolyse. Les possibilités de réduction de la distance interpolaire sont alors limitées par ces mouvements du métal qui agitent le bain électrolytique placé sous les anodes et peuvent, lorsqu'ils sont trop importants, courtcircuiter cette lame de bain par un contact du métal liquide avec les anodes. Le rendement de l'électrolyse se dégrade fortement et les consommations énergétiques augmentent, alors que l'on pouvait espérer une amé- lioration de celles-ci. Ces problèmes sont amplifiés avec l'augmentation de l'ampérage des cuves, car les champs magnétiques sont alors beaucoup plus intenses, et la sensibilité de l'interface bain-métal aux effets magnétiques, plus importante. Ceci contrarie la tendance à vouloir augmenter la taille des cuves. Une des perturbations les plus difficiles à maîtriser est l'autoins labilité de la nappe de métal liquide. Il s'agit d'un phénomène autoentretenu se traduisant par une position variable dans le temps de l'interface entre le bain et l'aluminium liquide. La distance entre le bas des anodes et la surface supérieure de la nappe d'aluminium liquide est variable et la résistance électrique du bain varie avec le temps, sous chaque anode. Les ensembles formés par chaque anode et le volume de bain qui leur est associé étant montés électriquement en parallèle entre les équipotentielles constituées, d'une part, par le croisillon et, d'autre part, par le métal liquide, les intensités traversant chaque anode va- rient aussi dans le temps. Le passage du courant électrique dans les conducteurs d'alimentation et dans le bain d'électrolyse produit un champ magnétique dans la couche de bain liquide et la couche d'aluminium liquide. La présence dans bain et métal de courant électrique, caractérisé en tout point par un vecteur densité de courant 9, se traduit par l'existence dans le bain et le métal de forces de volumes électromagnétiques. Ces forces de volumes, appelées forces de Laplace, sont exprimées vectoriel lement par la formule g étant le vecteur du champ magnétique au point de calcul. Une variation de la position de la surface bain-métal modifie les valeurs de 3 dans la lame de bain et dans la zone du métal liquide sousjacente. Les forces de Laplace varient donc et peuvent amortir ou amplifier ces déformations de l'interface. S'il y a amplification, une instabilité apparaît, entretenue par des rotations, généralisées ou localisées, du métal liquide. Suivant le cas, la période des instabilités peut être longue (30 à 60 secondes) ou courte (inférieure à 5 secondes). La période de l'instabilité est longue lorsque le mouvement du métal intéresse toute la surface cathodique ou, parfois, s'organise en deux rotations symétriques affectant chacune une des deux demi-cuves situées de part et d'autre de l'axe transversal de la cuve. Ceci se produit, en particulier, si les composantes verticales des champs magnétiques restent de même signe sur chaque demi-cuve. Ces mouvements peuvent être minimisés en annulant la valeur intégrée du champ magnétique vertical sur toute la demi-cuve considérée. Pour des instabilités de type "rapide", les mouvements de métal sont localisés sous certaines anodes. Ils sont généralement déclenchés par une irrégularité de répartition de courant dans l'ensemble anodique à la suite d'interventions sur les cuves : changement d'une anode usée par une anode neuve, anode positionnée trop près du métal liquide, coulée des cuves, polarisation partielle du système anodique par manque d'alumine dans le bain. On peut dire qu'en première approximation, les lignes de courant dans le bain sont verticales. En effet, du fait des très grandes différences de résistivité du bain et du métal, si elles doivent aboutir en des points de la cathode non situés à la verticale de leur départ de l'anode, les lignes de courant s'infléchissent dans l'aluminium liquide. Dans le cas d'une anode conduisant plus de courant que la moyenne des anodes, le courant aura alors tendance à s 'épanouir dans le métal li quine Les lignes de courant sont ici centripètes. Dans le cas d'une anode conduisant moins de courant que la moyenne des anodes, les lignes de courant seront centrifuges. Dans ces deux cas, la densité de courant variera dans l'épaisseur de la nappe de métal. L'effet dynamique des forces de Laplace peut être exprimé dans le métal par l'existence d'un rotationnel non nul dans la zone considérée. Symboliquement, celui-ci peut être écrit Rot If = (B . #) - (J . #) B où A est le vecteur de composantes La composante verticale Rz de ce vecteur rotationnel correspond à l'ef- fet moteur de rotation de la nappe de métal dans le plan horizontal.On peut la développer en Rz = Bx Sby + By Éz + Bz se - Jx dBz - Jy dBz - Jz dBz dx dy dz dx dy dz Dans l'axe des courants centrifuges ou centripètes, on a dJz = dJz = 0 dx dy Lorsque les valeurs de Bz sont faibles sur tout le volume du métal liquide, on a dBz = dBz faibles dx dy Donc Rz peut être arrondi à Bz dJz - Jz dBz dz dz qui varie lorsque Jz évolue dans le temps comme dBz Bz dz étant généralement faible devant H #lorsque Bz est non nul, le Bz terme H #Jz est représentatif de la sensibilité de la surface du mé- tal aux variations d'intensités anodiques, H étant la hauteur de la couche d'aluminium fondu et #Jz la variation de Jz inductrice des mouvements de métal. La stabilité de marche des cuves à grande dimension sera donc augmentée par choix des positions des amenées de courant les plus favorables à une réduction des valeurs Bz dans toutes les zones situées sous les anodes et l'utilisation de méthodes d'exploitation ajustant les valeurs des intensités anode par anode lorsqu'elles tendent à s'écarter des valeurs moyennes. EXPOSE DE L'ART ANTERIEUR On a déjà - décrit ,antérieurement, des dispositifs permettant d'atteindre des intensités supérieures à 100 000 ampères, pouvant atteindre 180 à 200 000 ampères. C'est le cas du brevet des Etats-Unis nO 3 415 724 (ALCOA) dans lequel l'intensité limite n'est pas précisée, mais semble pouvoir dépasser largement les 100 000 ampères. Dans les brevets français 2 324 761 et 2 427 760 d'ALUtENIUM PECHINEY, (auxquels correspondent respectivement les brevets US. nO 4 049 528 et 4 200 760), on a décrit des cuves d'électrolyse fonctionnant sous 175 000 ampères avec des performances exceptionnelles, en stabilité et rendement énergétique.Les composantes verticales du champ magnétique ont une valeur nulle pour chaque demi-cuve, car elles sont égales et de signe opposé sur le quart amont et le quart aval. airais, si ces dispositifs conviennent bien pour des intensités inférieures à 200 000 ampères, leur extension sans autre précaution à des cuves d'intensité supérieure à 200 000 ampères peut faire de nouveau appa raître les phénomènes évoqués d'instabilité de la surface du métal liquide et obliger à augmenter la distance anode-métal en perdant en densité anodique, c'est-à-dire en production et en énergie consommée, ce qui efface les gains escomptés. OBJET DE L'INVENTION L'objet de l'invention est un dispositif pour la production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue selon le procédé Hall-Héroult, sous des intensités supérieures à 250 000 ampères et pouvant atteindre 280 à 300 000 ampères, avec une consommation énergétique inférieure à 12 600 kWh par tonne d'aluminium produit, ce dispositif comportant une pluralité de cuves rectangulaires, alignées, dont les petits côtés sont appelés "têtes", disposées en travers par rapport à leur axe d'alignement et connectées électriquement en série, en une seule file ou en plusieurs files parallèles, chaque cuve comportant - un caisson en acier, garni en matériau isolant, supportant une ca thode formée par une pluralité de blocs carbonés juxtaposés dans lesquels sont scellées des barres cathodiques métalliques reliées à une pluralité de collecteurs cathodiques amonts et avals, une plu ralité d'anodes en pâte carbonée précuite dans lesquelles sont scellées des tiges d'anodes métalliques, un croisillon fixe formant portique et des moyens de connexions électriques entre les collec teurs cathodiques amont et aval d'une cuve, d'une part, et le croi sillon de la cuve suivante dans la série > d'autre part, dispositif dans lequel le croisillon de chaque cuve est connecté à la cuve pre cedente en cinq points par cinq montées équidistantes disposées sur son côté amont : une montée centrale, située dans l'axe de la série, deux montées intermédiaires et - deux montées latérales et parcourues par des intensités sensiblement égales et reliées à six collecteurs cathodiques amont, (deux centraux, deux intermédiaires et deux la téraux), et à trois collecteurs cathodiques aval (un central et deux latéraux). L'invention se caractérise, en outre, par les points suivants La montée centrale de chaque cuve est reliée au collecteur cathodi que central aval de la cuve précédente, chaque montée intermédiaire est connectée au collecteur cathodique aval latéral de la cuve pré cédente ainsi qu'au collecteur cathodique amont au moyen dlun con ducteur de liaison intermédiaire passant sous la cuve, et chaque montée latérale est connectée au collecteur cathodique amont au moyen d'un conducteur de liaison latéral passant sous la cuve et d'un conducteur de liaison contournant la tête de la cuve. Le conducteur de liaison latéral passant sous la cuve est disposé sensiblement à l'aplomb du bloc cathodique situé le plus près de tête de la cuve. . Le conducteur de liaison intermédiaire passant sous la cuve est dis posé sensiblement à mi-distance entre l'axe de la série et la tête de la cuve. . Chaque montée alimente le croisillon fixe en un point autour duquel sont disposés, de façon symétrique, quatre groupes d'anodes. . Chaque groupe d'anode est fixé à un croisillon auxiliaire mobile, connecté électriquement au croisillon fixe par un conducteur élec trique souple, et muni d'un moyen individuel de réglage en hauteur qui permet d'ajuster de façon précise la distance anode-cathode. . Les collecteurs cathodiques amont et/ou les collecteurs cathodiques aval et/ou les conducteurs de liaison sont symétriques par rapport à l'axe de la série, ou dissymétriques de façon à compenser le champ magnétique induit par une ou plusieurs files de cuves disposées pa rallèlement à la première et à courte distance. . La dissymétrie peut être obtenue soit en disposant les conducteurs correspondants sur chaque côté de la cuve à des distances différen tes de l'axe de la série, soit en reliant au moins un collecteur ca thodique situé sur un côté de la cuve à un nombre de barres cathodi ques différent du nombre de barres auxquelles est relié le collec teur correspondant situé sur l'autre côté de la cuve. . Chaque cuve est munie, entre les blocs cathodiques et le garnissage réfractaire et isolant du caisson, d'une couche de protection aux imprégnations de produits fluorés et sodiques, constitué d'un maté riau choisi parmi un au moins des produits suivants : les produits silico-alumineux, le grès, la lave de Volvic (lave volcanique chimi quement très résistante), le carbure de silicium, l'alumine électro fondue, l'acier. Ces dispositions permettent de répondre aux trois conditions posées Composante Bz minimisée en tout point de la nappe de métal, variations aussi réduites que possible de l'intensité traversant chaque anode, renforcement du calorifugeage sous les blocs cathodiques sans risque de destruction des produits isolants utilisés par les imprégnations de produits fluorés et sodiques. Les figures 1 à 6 illustrent la mise enoeuvre de l'invention. La figure 1 représente, en coupe longitudinale, une cuve et une partie de la cuve amont et leur liaison électrique. La figure 2 montre, schématiquement, le détail des liaisons, à partir des sorties cathodiques de la cuve amont jusqu'au croisillon de la cuve suivante (seules les demi-cuves ont été représentées). Les figures 3 et 4 représentent, schématiquement en coupe longitudinale, les liaisons électriques pour chaque demi-cuve dans le cas d'un caisson métallique allégé (figure 3) et alourdi (figure 4). La figure 5 donne la répartition de la composante verticale moyenne Bz du champ magnétique sur chaque quart d'une demi-cuve. La figure 6 précise ce qui a été dit plus haut sur la répartition des lignes de courant dans le bain. L'alimentation électrique des croisillons fixes (1A et 1B) se fait par cinq montées (2) disposées avec un pas régulier à l'amont de la cuve. Les croisillons fixes amont (lA) et aval (1B) sont équipotentiels, reliés par des conducteurs (3) en aluminium assurant la rigidité mécanique de l'ensemble. Chaque montée conduit la même intensité, soit dans le cas décrit, 1/5 de l'intensité totale de la cuve. Le courant électrique d'une montée peut provenir soit de l'amont, soit de l'aval, soit à la fois de l'amont et de l'aval. Dans ce cas, la montée est dédoublée jusqu'au croisillon amont et les conducteurs sont dimensionnés l'un par rapport à l'autre selon les méthodes connues de l'homme de l'art. L'intensité conduite par chaque montée (2) est distribuée à un groupe de quatre ou huit anodes (5) réparties symétriquement par rapport à l'arrivée du courant. Cette disposition donne à l'ensemble du système anodique un aspect modulaire permettant l'extension du montage à des intensités supérieures. Les tiges d'anode (6) et les anodes en carbone (5), scellées à cette tige par des procédés connus, sont connectées électriquement et méca niquement à quatre croisillons mobiles et indépendants (7) par montées. Ces croisillons mobiles sont reliés au croisillon fixepardes liaisons souples ou "clinquants" (8) conducteurs souples flexibles constitués par des faisceaux de plaques d'aluminium de faible épaisseur, et sont rendus mobiles par l'action d'un vérin mécanique, électrique, hydraulique ou pneumatique (9), capable de réajuster automatiquement une anode mal positionnée et dont l'intensité mesurée en continu par les procédés connus s'écarte des valeurs moyennes normalles. La liaison mécanique entre les tiges d'anodes (6) et le croisillon mobile (7) peut être assurée-par des dispositifs de verrouillage connus, par exemple, celui qui est décrit dans le brevet français FR. 1 238 777 (PECHINEY) ou dans son équivalent US. 3 093 369. Les montées sont au nombre de 5 - 1 montée centrale (2A) dans l'axe de la cuve, - 2 montées extérieures (2B) proches des têtes de cuves, - 2 montées intermédiaires (2C) situées aux 4/10 du côté amont du plan anodique. Le courant transporté par les montées 2A, 2B, 2C est collecté par des conducteurs équilibrés électriquement, de façon connue (par adaptation de leur section) aux sorties des barres cathodiques (10), amont et aval, de la cuve précédente, par l'intermédiaire des "clinquants". Sur les figures 2, 3 et 4, les clinquants de liaison entre les barres cathodiques (10) et les conducteurs de liaison sont schématisés par deux traits, et leur raccordement sur le conducteur est symbolisé par un trait épaissi, de façon à alléger le dessin, compte-tenu de l'en- chevêtrement des différents conducteurs. Le collecteur cathodique intérieur amont (12) est relié électriquement aux barres amont des deux blocs cathodiques (13A) et (13B) situés les plus près de l'axe de la cuve. Il conduit le courant amont de ces blocs à la montée intermédiaire (2C). Dans le cas d'une cuve fonctionnant sous 280 kilo-Rmpères,le courant sortant de chacun des vingt blocs cathodiques est de 7kA par l'amont et de 7kA par l'aval. Le collecteur (12) conduit alors 14 k ; il passe sous le caisson en (12 A), à l'aplomb du sixième bloc en partant du centre (13 F). Le collecteur amont intermédiaire (14) est relié aux barres amont des deux blocs (13 C) et (13D). Le passage sous le caisson s'effectue en (14 A) sous le bloc le plus extérieur (13 K). Cette liaison (14 A) est reliée au collecteur latéral amont (15) au pied de la montée latérale (2B). Le collecteur cathodique amont latéral (15) est relié aux barres cathodiques amont des six blocs latéraux (13 E, F, G, H, J, K) ; il collecte donc 6 x 7, soit 42 KA dans le cas présent. Cette répartition peut être modifiée dans certains cas lemme on 1 'exposera un peu plus loin. Le courant sortant des barres cathodiques aval est collecté par deux conducteurs (16) (17). Les six blocs latéraux (13 E à 13 K) alimen tellt,par leurs sorties aval, la montée intermédiaire, les quatre blocs intérieurs (13 A à 13 D) alimentent, par leurs sorties aval, la moFI- tée centrale (2A). On constate que chaque montée reçoit un courant égal au cinquième de l'intensité totale, soit 56 kk dans le cas d'une cuve à 280 kA. Par cette disposition, nous obtenons une carte des champs verticaux particulièrement favorable et dont les valeurs mesurées sont indiquées sur la figure 5. La valeur maximale de Bz mesuré est de 14.19-4T dans l'angle extérieur amont. Les valeurs moyennes par 1/8e de cuve sont toutes inferieures à 10-3 T, ce qui assure une excellente stabilité de la nappe de métal aux perturbations électriques de l'ensemble. Lorsque les masses ferromagnétiques constituant le caisson (18) et la superstructure (19) sont modifiées, la carte magnétique de la cuve est aussi modifiée, car celles-ci ont un rôle important sur la direction et l'intensité des lignes de champ. Un allègement du caisson rendra ainsi les valeurs de Bz indiquées figure 5- pour la demi-cuve plus faibles, un alourdissement du caisson les augmentant. Une adaptation de la position des conducteurs doit alors être faite pour assurer la même carte des champs dans ce cas. L'adaptation se fait en décalant une partie du courant circulant de 1' amont à l'aval de la cuve vers la tête (alourdissement du caisson) ou vers le centre (allegement du caisson). Cette modification apparaît sur la figure qui se rapporte à un caisson alourdi (fig. 4) : le collecteur (12) collecte seulement le courant sortant du bloc cathodique central (13 A) (7 lA dans le cas d'une cuve à 280 kA), alors que le collecteur extérieur (15) collecte 42 lA au lieu de 35, et qu'un conducteur supplémentaire (20) ramène 7 lA à la montée intermédiaire (2 C) pour rétablir l'équilibre et lui assurer 56 kA. La figure 6 schématise la perturbation qu'apporte une anode souschargée en courant (6 A) ou surchargée (6 B) par rapport aux autres anodes. Les lignes de courant qui devraient être verticales deviennent centripètes dans le premier cas et centrifuges dans le second, ce qui se traduit par une composante horizontale dans la nappe de métal, préjudiciable, conne on l'a expliqué précédemment, au bon fonctionnement de la cuve d'électrolyse. La commande individuelle de hauteur du ou des groupes d'anodes permet de maîtriser et de supprimer ce phénonène parasite. COMPENSATION DE LA FILE VOISINE Lorsque les séries de cuves d'électrolyse sont disposées en deux ou plusieurs files parallèles, il est généralement indispensable de compenser le champ magnétique parasite induit, sur chaque file, par le courant circulant dans la file voisine. Cette compensation peut être effectuée par l'un des procédés décrits dans les brevets antérieurs déposés par la demnnderesse et, en particulier, dans le brevet fran çais FR. 2 333 060 (= US. 4 072 597) selon lequel on crée une dissy métrie, par rapport à l'axe de la série, dans la disposition des col lecteurs, cathodiques, dans le brevet français FR. 2 343 826 (= US. 4 090 930) selon lequel on crée, sur la tête de la cuve la plus proche de la file voisine, un champ magnétique antagoniste, sensiblement égal et de signe opposé au champ induit par la file voisine, en formant une boucle par un conducteur de dérivation passant sous le tête de la cuve, ou dans le brevet français FR. 2 425 482 (= US. 4 169 034) selon lequel on dispose, le long de chaque file, et sur un seul côté, ou sur les deux côtés, un conducteur parcouru par un courant d'intensité et de sens choisis de façon à compenser le champ parasite induit par la ou les files voisines RESULTATS, EXEMPLE D'APPLICATION La mise en oeuvre des différentes dispositions qui viennent d'être décrites, a permis de réduire la distance interpolaire à des distances inférieures à celles qui sont communément admises ( 40 à 45 nsll au lieu de 50 mm à 60 mm ) en conservant d'excellents rendements d'électrolyse.La résistance du bain, qui constitue la résistance électrique la plus importante du circuit électrique de la cuve s'en est trouvée sensiblement réduite ; la puissance dégagée par effet Joule a été, de ce fait, diminuée, réduisant ainsi la quantité d'énergie nécessaire à la fabrication d'une unité de masse d'aluminium. Celà n'a été possible qu'en augmentant très fortement le calorifugeage sous les blocs cathodiques, ce qui a permis de réduire au minimum les pertes thermiques par le fond du caisson. Les matériaux utilisés (réfractaires légers, produits pulvérulents ou fibreux) ont atteint pendant le fonctionnement des cuves des températures proches de la température du bain et de l'aluminium. A ces températures, des produits fluorés et sodiques issus du bain d'électrolyse migrent à travers la porosité des blocs cathodiques et attaquent les garnissages isolants habituellement utilisés dans la construction des cuves d'électrolyse. Une protection aux imprégnations de produits fluorés et sodiques a été alors intercalée entre les blocs cathodiques et les garnissages isolants, protection à base de produits silico-alumineux, de carbure de siliciun, d'alumine électro-fondue > ,d'acier ou de tout autre produit connu de l'homme de l'art, qui a permis de conserver sans destruction les produits isolants pendant toute la vie de la cuve. Les résultats techniques obtenus avec ces cuves sont excellents Intensité 282 000 A Tension moyenne : 3,90 V Rendement Faraday : 94 t Consommation énergétique 12 360 kWh/t REVENDICATIONS 10/ - Dispositif pour la production d'aluminium par électrolyse d'aluminé dissoute dans de la cryolithe fondue selon le procédé Hall-Héroult, comportant une - pluralité de cuves rectangulaires, alignées, dont les petits côtés sont appelés "têtes", disposées en travers par rapport à leur axe d'alignement et connectées électriquement en série, en une seule file ou en plusieurs files parallèles, chaque cuve comportant - un caisson en acier, garni en matériau isolant, supportant une ca thode formée par une pluralité de blocs carbonés juxtaposés, dans lesquels sont scellées des barres cathodiques métalliques reliées à une pluralité de collecteurs cathodiques amonts et avals, une pluralité d'anodes en pâte carbonée précuite dans lesquelles sont scellées des tiges d'anodes métalliques, un croisillon fixe for mant portique, et des moyens de connexions électriques entre les collecteurs cathodiques amont et aval d'une cuve, d'une part, et le croisillon de la cuve suivante dans la série, d'autre part, carac térisé en ce que le croisillon (1) de chaque cuve est connecté à la cuve précédente par cinq montées équidistantes (2) disposées sur son côté amont : une montée centrale (2 A), située dans l'axe de la sé rie, deux-montées intermédiaires (2 C) et deux montées latérales (2 B), parcourues par des intensités sensiblement égales et reliées à six collecteurs cathodiques amont, deux centraux (12), deux in termédiaires (14)~eut deux matéraux (15) et à trois collecteurs ca thodiques aval, un central (17) et deux latéraux (16). 20/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon revendication 1, caractérisé en ce que la montée centrale (2 A) de chaque cuve est reliée au collecteur cathodique central aval (17) de la cuve précédente, en ce que chaque montée intermédiaire-(2 C) est connectée au collecteur cathodique aval latéral (16) de la cuve précédente, ainsi qu'au collecteur cathodique amont central (12) au moyen d'un conducteur de liaison intermédiaire (12 A) passant sous la cuve, et en ce que chaque montée latérale (2 B) est connectée au collecteur cathodique amont latéral (15) au moyen d'un conducteur de liaison extérieur (15 A) contournant la tête de la cuve et au collecteur cathodique amont in termédiaire (14) par un conducteur de liaison latéral (14 A) passant sous la cuve. 30/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conducteur de liaison latéral (14 A) passant sous la cuve est disposé sensiblement à l'aplomb du bloc cathodique (13 K), situé le plus près de la tête de la cuve. 40/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conducteur de liaison intermédiaire (12 A) passant sous la cuve est disposé sensiblement à mi-distance entre l'axe de la série et la tête de la cuve. 50/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque montée (2) alimente le croisillon fixe en un point autour duquel sont disposés, de façon symétrique, quatre groupes d'anodes. 60/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon revendication 5 caractérisé en ce que chaque groupe d'anodes est fixé à un croisillon auxiliaire mobile (7), connecté électriquement au croisillon fixe par un conducteur électrique souple (8), et muni d'un moyen individuel de réglage en hauteur (9) qui permet d'ajuster de façon précise la distance anodes-cathode. 70/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les collecteurs cathodiques amont et/ou les collecteurs cathodiques aval et/ou les conducteurs de liaison sont symétriques par rapport à l'axe de la série. 8 / - Dispositif pour la production d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les collecteurs cathodiques amont et/ou les cathodiques aval et/ou les conducteurs de liaison sont dissymétriques par rapport à l'axe de la série de façon à compenser le champ magnétique induit par une ou plusieurs files de cuves disposées parallèlement à la première et à courte distance. 9 / - Dispositif pour la production d'aluminium selon la revendication 8, caractérisé en ce que la dissymétrie est obtenue en disposant les: conducteurs correspondants sur chaque côté de la cuve à des distances différentes de l'axe de la série. 100/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon la revendication 8, caractérisé en ce que la dissymétrie est obtenue en reliant au moins un collecteur cathodique situé sur un côté de la cuve à un nombre de barres cathodiques différent du nombre de barres auxquelles est relié le collecteur correspondant situé sur l'autre côté de la cuve. 110/ - Dispositif pour la production d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque cuve est munie, entre les blocs cathodiques et le garnissage réfractaire et isolant du caisson, d'une couche de protection aux imprégnations de produits fluorés et sodiques, constituéed'au moins un matériau choisi parmi un au moins des produits suivants : les produits silico-alumineux réfractaires, le grès, la lave de Volvic, le carbure de silicium, l'alumine électro-fondue, l'acier.