BRPI0718746A2

BRPI0718746A2 - Célula de eletrólise para a produção de alumínio compreendendo dispositivo para reduzir a queda de voltagem.

Info

Publication number: BRPI0718746A2
Application number: BRPI0718746-7A
Authority: BR
Inventors: Bertrand Allano; Delphine Bonnafous; Serge Bouchard; Jean Camire; Martin Desilets; Laurent Fiot; Pierre Fournier; Yvon Gauthier; Denis Laroche; Olivier Martin; Pascal Thibeault
Original assignee: Alcan Int Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2013-12-03
Also published as: EP1927679A1; CN102016124A; ZA200902952B; CA2667768C; BRPI0718746B1; AU2007323164B2; EG25240A; MY149279A; NO20092199L; CN102016124B; EP1927679B1; RU2449058C2; WO2008062318A2; AR063865A1; US20080135417A1; WO2008062318A3; AU2007323164A1; US8500970B2; RU2009123476A; CA2667768A1

Abstract

SISTEMA, E, METODO. Sistemas e métodos resistem à movimentação posterior de ambos a língua e o palato mole/úvula durante o sono, mantendo, desse modo, uma via respiratória aberta. Os sistemas e métodos empregam primeira, segunda e terceira estruturas. A primeira estrutura é dimensionada e configurada para colocação em ou sobre uma língua. A segunda estrutura é dimensionada e configurada para colocação em ou sobre uma região de um palato mole ou úvula. A terceira estrutura é dimensionada e configurada para colocação em ou sobre tecido em uma relação desejada anterior das primeira e segunda estruturas. As primeira e segunda estruturas incluem, cada uma, um material ferromagnético. A terceira estrutura inclui um material magnético que interage magneticamente com ambos os primeiro e segundo materiais ferromagnéticos pela atração de ambos os primeiro e segundo materiais ferromagnéticos, resistindo, desse modo, à movimentação posterior de ambos a língua e o palato mole/úvula.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÉLULA DE ELETRÓLISE PARA A PRODUÇÃO DE ALUMÍNIO COMPREENDENDO DISPOSITIVO PARA REDUZIR A QUEDA DE VOLTAGEM".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se à produção de alumínio por ele-

trólise incandescente, e mais particularmente à células de eletrólise intencio- nadas a produção de alumínio.

Antecedentes da Técnica

O alumínio é produzido pela redução eletrolítica de alumina dis- 10 solvida em um eletrólito. A redução resulta da circulação de corrente elétrica entre um ou mais anodos e um catodo dispostos em uma célula eletrolítica. Nos dias de hoje, as células de redução de alumínio Hall-Héroult são opera- das em intensidades de corrente alta frequentemente excedendo vários mi- lhares de centenas de ampéres.

O objetivo dos produtores de alumínio é aumentar a eficiência da

corrente das células de eletrólise e diminuir o consumo de energia específico da mesma de maneira a reduzir os custos operacionais das usinas de redu- ção de alumínio. O consumo de energia específico de uma célula, que é u- sualmente expresso em kWh/t, é igual à energia consumida por uma célula para produzir uma tonelada de alumínio.

Para essa finalidade, os produtores de alumínio buscam manei- ras para reduzir as várias quedas de voltagem elétrica que se desenvolvem através de uma célula eletrolítica e fazem a distribuição da corrente mais uniforme na célula. Várias patentes focaram em uma redução na queda de 25 voltagem de catodo Uc ao mesmo tempo em que frequentemente almejam tornar o fluxo de corrente mais uniforme sobre a superfície dos catodos. Es- pecificamente, é conhecido que a queda de voltagem de catodo Uc pode ser reduzida usando barras coletoras compostas incluindo uma parte de aço e uma parte feita de um metal com uma condutividade elétrica mais alta do 30 que o aço, usualmente cobre.

O Pedido de Patente Francês Ns FR 1 161 632 e a Patente N5

2 846 388 (Pechiney) descrevem as células de eletrólise compreendendo placas de cobre que estão adjacentes aos lados das barras coletores e se estendem até a extremidade externa das barras. Tais disposições são con- dutivas para perdas térmicas altas das células devido à proximidade entre a placa(s) de cobre e as barras de distribuição de alumínio conectadas nas 5 mesmas.

A Patente norte-americana N- 3 551 319 (Kaiser) descreve uma célula de eletrólise compreendendo barras coletoras com uma ranhura em seu lado inferior e um condutor de cobre inserido nas ranhuras. A Patente norte americana Na 5 976.333 (Pate) descreve disposições em que um con- 10 dutor de cobre é inserido em uma barra coletora tubular. Em ambos os ca- sos, os condutores de cobre estão diretamente conectados às barras de dis- tribuição. Tais disposições são condutivas para perdas térmicas altas da cé- lula.

C Pedido Internacionai WO 02/42525 (Serviço) descreve dispo- sições emque o condutor de cobre está encapsulado na barra coletora. Os Pedidos Internacionais WO 01/63014 (CornaIco) e WO 01/27353 (Alcoa) descrevem disposições onde os condutores de cobre são inseridos nas bar- ras coletoras e separados do dispositivo de conexão por um espaçador de aço para reduzir as perdas térmicas da célula. O Pedido de Patente Interna- cional WO 2004/031452 (AIcan) e o Pedido d& Patente Internacional WO 2005/098093 (Aluminium Pechiney) descrevem disposições compreendendo uma inserção de cobre e uma área de vedação variada entre a barra coleto- ra e o bloco carbonado para aperfeiçoar a distribuição de corrente ao longo do bloco. Contudo, a confecção das disposições compreendendo inserções são muito difíceis e dispendiosas. Além disso, tais projetos dificultam diminu- ir significativamente o tamanho das barras coletoras.

Portanto, este pedido está direcionado a encontrar soluções in- dustrialmente aceitáveis para os inconvenientes do estado da técnica, e par- ticularmente ao problema de consumo de energia específico.

Descrição da Invenção

Um primeiro aspecto da invenção é uma célula de eletrolítica intencionada a produção de alumínio incluindo: Uma concha metálica compreendendo duas paredes laterais que estão dispostas substancialmente simetricamente com relação a um plano central.

Pelo menos um bloco de catodo carbonado sendo dotado de faces laterais, e faces de extremidade e pelo menos de uma ranhura em uma de suas faces laterais, o dito bloco estando disposto na dita concha de maneira que a dita ranhura esteja substancialmente perpendicular ao dito plano central.

Pelo menos uma barra coletora feita de um primeiro metal sendo 10 dotada pelo menos de uma extremidade de conexão e das ditas faces late- rais, e disposta na dita ranhura de maneira que a dita pelo menos uma ex- tremidade de conexão se projete do dito bloco através de uma face de ex- tremidade especificada e fora da dita concha através de uma parede lateral especificada de maneira a possibilitar conexão elétrica em um circuito elétri- 15 co externo.

Conduzir eletricamente material de vedação na dita ranhura para proporcionar contato elétrico entre a dita barra coletora e o dito bloco,

em que a dita célula também inciui peío menos uma barra com- plementar feita de um segundo metal sendo dotado de uma condutividade elétrica maior do que o primeiro metal,

em que a dita pelo menos uma barra complementar é dotada de uma primeira extremidade e de uma segunda extremidade, é dotada de uma extensão especificada e está disposta adjacente a uma das ditas faces late- rais da dita barra coletora,

e em que a dita segunda extremidade está em uma distância

especificada da dita face de extremidade especificada do dito bloco e termi- na de maneira a limitar perdas de calor da dita célula.

Em uma modalidade possível, as perdas de calor são reduzidas dispondo a dita barra complementar de maneira que a dita segunda extremi- dade esteja deslocada da dita extremidade de conexão por uma distância de deslocamento. Em outra modalidade possível, as perdas de calor são redu- zidas variando a seção transversal da dita barra complementar ao longo da dita barra complementar, preferivelmente na adjacência da dita segunda ex- tremidade, de maneira a conferir resistência térmica à dita barra complemen- tar em direção a dita extremidade de conexão. As ditas modalidades para o término da dita segunda extremidade podem ser combinadas.

A dita barra coletora e a dita barra complementar são preferivel-

mente eletricamente isoladas do dito bloco em pelo menos uma área que se estende entre a face de extremidade especificada e o dito bloco e um plano de referência que é paralelo ao dito plano central e está situado em uma dis- tância lateral da dita face extremidade especificada em direção ao dito plano 10 central. A área isolada assim obtida reduz significativamente a densidade de corrente na adjacência da dita face extremidade especificada do dito bloco e possibilita a prevenção da formação de um pico grande no perfil longitudinal da dita densidade de corrente. O dito isolamento elétrico é tipicamente obti- do proporcionando um intervalo entre a dita barra coletora e o dito bloco de 15 catodo e entre a dita barra complementar e o dito bloco de catodo na dita área. Esse intervalo é preferivelmente isento de material de vedação eletri- camente condutor.

O primeiro metal é preferivelmente metal ferroso e tipicamente

aço.

O segundo metal é tipicamente cobre ou uma liga de cobre.

Foi observado que a invenção possibilita a obtenção de quedas de voltagem significativamente mais baixas do que as células conhecidas ao mesmo tempo em que evita perdas excessivas de calor através das barras coletoras.

É reconhecido que a proporção da seção transversal vertical

transversa da dita pelo menos uma barra complementar para a seção trans- versal vertical transversa da dita barra coletora é preferivelmente maior do que 5:100 de maneira a reduzir substancialmente a queda de voltagem atra- vés de uma célula. As ditas seções transversais verticais transversas se re- 30 ferem a seções transversais em uma direção substancialmente vertical na dita célula e substancialmente paralela ao dito piano central S.

Além disso, foi observado que a seção transversal vertical trans- versa total de uma barra coletora composta disposta de acordo com a inven- ção, isto é, urna disposição incluindo a dita barra coletora e pelo menos uma barra complementar de acordo com a invenção, pode ser feita significativa- mente menor do que a seção transversal vertical transversa de uma barra 5 coletora simples de acordo com o estado da técnica sem aumentar a queda de voltagem da célula incluindo tal disposição de barra coletora composta. É reconhecido que os valores da dita proporção que sejam maiores do que 25:100 conferem redução substancial do espaço necessário para uma dis- posição de barra coletora composta de acordo com a invenção.

Consequentemente, a invenção possibilita aumentar significati-

vamente a espessura G do material carbonado de catodo acima de uma bar- ra coletora, de maneira a aumentar substancialmente a vida útil possível de uma célula sob condições normais, e também possibilita reduzir toda espes- sura E de um bloco, economizando, assirn, material de construção, sem au- 15 mentar a queda de voltagem da célula. Em outras palavras, a invenção pos- sibilita a conversão parcial ou total da redução do espaço usualmente ne- cessário para uma barra coletora em urna redução da altura de bloco total com as economias de custos correspondentes associados à mesma.

Outro aspecto da invenção é um processo de produção alumínio por eletrólise incandescente, compreeridenac

Proporcionar uma célula de eletrólise para o primeiro aspecto da invenção, a dita célula compreendendo adicionalmente pelo menos um ano- do,

Passar uma corrente elétrica entre o dito pelo menos um anodo e o dito bloco de catodo carbonado, de maneira a produzir alumínio por re- dução eletrolítica de alumina.

A invenção está descrita mais detalhadamente abaixo, por meio de exemplos, com relação aos desenhos que a acompanham em que:

A figura 1 ilustra uma vista em corte transversal transversa de uma célula de eletrólise típica.

As figuras 2 e 3 ilustram montagens de catodo possíveis de a- cordo com o estado da técnica. As figuras de 4 a 11 ilustram as modalidades possíveis da in- venção.

Conforme ilustrado na figura 1, uma célula de eletrólise 1 proje- tada para a produção de alumínio compreende tipicamente um potenciôme- 5 tro 2 que inclui uma concha metálica 3 alinhadas com material refratário 4, 41, 41' que inclui os revestimentos laterais 41, 41'. O dito potenciômetro 2 tipicamente também inclui pelo menos um bloco de catodo carbonado 5 que é conectado a pelo menos um condutor de barra de distribuição externa 7 usando pelo menos uma barra coletora de catodo 6, 6' feita de um material 10 eletricamente condutor, tipicamente um metal ferroso como, por exemplo, aço. Um potenciômetro eletrolítico 2 tipicamente inclui entre em torno de 10 e 30 blocos de catodo 5 dispostos lado a lado na dita concha 3.

Uma célula de eletrólise 1 também inclui um anodo ou uma plu- ralidade de anodos 10, 10', dependendo do tipo de célula. Os ditos anodos são tipicamente feitos de um material carbonado que pode ser endurecido na célula durante o processo de eletrólise ou pré-endurecidos em fornos. Uma célula pode também incluir anodos não consumíveis ou inativos.

O tipo de célula ilustrada na Figara 1 inclui uma pluralidade de anodos pré-endurecidos 10, 10' que estão conectados a condutores elétricos externos usando hastes de ancdo 11, '1' vedadas nos ditos anodos e pre- sas nos condutores comuns 12, 12', chamados de feixes de anodo, usando conectores que podem ser removidos (não ilustrados).

Em operação, um potenciômetro 2 contém uma almofada 8 de alumínio líquido e uma camada de banho eletrolítico 9 que inclui criolita fun- 25 dida e alumma dissolvidos na mesma Os ditos anodos 10, 10' são parcial- mente imersos no dito banho eletrolítico 9 s estão protegidos de oxidação por uma camada de proteção 13 que e principalmente compreendida de a- Iumina e banho comprimido. Usualmente é formado um cume de banho soli- dificado 16, 16' nos ditos revestimentos laterais 41, 41'.

A redução resulta da circulação de corrente elétrica entre os di-

tos anodos 10, 10' e os ditos blocos de catodo carbonados 5. As intensida- des de corrente das células de eletrólise deoendem do seu tipo e tamanho: para as chamadas células to tipo AP3Q desenvolvidas per Aluminium Pechi- ney a intensidade frequentemente excede 300 kA

A queda de voltagem Uc que se desenvolve na operação entre uma almofada de alumínio líquido 8 e uma extremidade de conexão 61, 61' 5 das barras coletoras 6, 6' é tipicamente entre de 300 a 500 mV. A queda de voltagem total de uma célula de eletrólise é em torno de 4 a 5 volts.

Conforme visto acima, a dita concha metálica 3 é geralmente substancialmente retangular, com duas paredes laterais 30, 30' que estão dispostas simetricamente com relação a um plano central S que está situado 10 a meio caminho entre as ditas paredes e as duas paredes de extremidade (não ilustradas). As ditas paredes laterais 30, 30' são paralelas uma a outra e substancialmente imagens de espelho uma da outra com relação ao dito plano central S. As ditas paredes laterais 30, 30' são tipicamente de 6 a 21 metros de extensão e as ditas paredes de extremidade são tipicamente de 2 15 a 4 metros de extensão. A dita concha meta íca 3 é tipicamente feita de aço. As ditas paredes laterais 30, 30' são dotadas de uma superfície externa 31, 31' e de uma superfície interna 32, 32'.

Os ditos blocos de catodos 5 são tipicamente feitos de antracite (carbono amorfo), material carbonado contendo grafite ou carbono grafitiza- do. Os blocos de catodo contendo grafite são tipicamente os chamados blo- cos "semigrafite" que tipicamente contém entre 30% em peso e 50% em pe- so de grafite ou os chamados blocos "grafite" que contêm essencialmente 100% em peso de grãos de grafite e um agíutinarite que permanece amorfo. Os blocos contendo carbono grafitizado são usualmente referidos como blo- cos "grafitizados". Um tratamento térmico de grafitização de temperatura alta é realizado nesses blocos, aumentando a condutividade elétrica do bloco pela grafitização do carbono amorfo. Os blocos contendo grafite ou carbono grafitizado são preferidos aos blocos feitos de antracite porque a baixa resis- tência elétrica do primeiro comparada ao úmmo reduz a queda de voltagem através dos blocos de catodo. Os ditos blocos de catodo 5 são mais preferi- velmente blocos grafitizados.

Os ditos blocos de catodo 5 e a dita barra coletora 6, 6' formam as montagens de catodo 50 que são usualmente montadas fora de um po- tenciômetro 2 e são adicionadas a uma concha 4 durante a formação de seu revestimento interno.

A dita barra coletora 6, 6' é dotada das extremidades 61, 61', 62, 5 62' e das faces laterais 63, 64, 65, 66 entre as ditas extremidades.

A dita barra coletora 6, 6' é geralmente dotada de seções trans- versais redondas, quadradas ou retangulares. A invenção está adicional- mente descrita abaixo, com relação às figuras em anexo, usando as modali- dades ilustrativas compreendendo barras com seções transversais retangu- 10 lares ou quadradas. A invenção pode ser incorporada usando as barras com seções transversais redondas.

Uma montagem de catodo 50 pode incluir uma ou várias barras coletoras de "extensão total" 6 que passam através do dito bloco 5 de uma extremidade para a outra, conforme ilustrado na figura 2, ou um ou vários 15 pares de barras coletoras de "extensão parcial" õ, 6', chamadas de barras parciais, tipicamente em alinhamento, que se estendem apenas sobre uma parte do dito bloco 5, conforme ilustrado na figura 3. No último caso, as bar- ras parciais são frequentemente separadas por um intervalo 152 que é tipi- camente preenchido com refratário. material eletricamente isolante, como, 20 por exemplo, fibras não-cerâmicas, ou pasta ou blocos de carbono.

Conforme ilustrado nas figuras 2 e 3, o dito bloco de catodo 5 é substancialmente na forma de paralelepípedo e é dotado de uma primeira face de extremidade 51, uma segunda face de extremidade 51', e das faces laterais 52, 52', 53, 53'. O dito bloco de catodo 5 é dotado de uma largura 25 Wo e de uma espessura completa E. Quando dispostas em um potenciôme- tro eletrolítico 2, as ditas faces de extremidade 51, 51' e as faces laterais 52, 52' são substancialmente verticais, enquanto as faces laterais 53, 53' são substancialmente horizontais, a face lateral 53 serido uma face superior e a face lateral 53' sendo uma face inferior.

A dita face lateral inferior 53' inclui peio menos uma ranhura lon-

gitudinal 15 que se abre nas ditas faces de extremidade 51, 51' e usualmen- te se estende da dita primeira face de extremidade 51 até a dita segunda face de extremidade 51'. A dita ranhura 15 está tipicamente voltada para baixo em uma célula 1.

Os ditos bloco de catodo 5 são usualmente disposto na concha 3 de modo que a ranhura 15 esteja substancialmente perpendicular ao dito 5 plano central S e de modo que as ditas faces de extremidades 51, 51' este- jam em uma determinada distância de uma superfície interna 32, 32' das paredes laterais correspondentes 30, 30’, conforme ilustrado na figura 1. Quando aplicável, a dita distância determinada é tipicamente substancial- mente a mesma para todos os blocos 5 e para todas as faces de extremida- 10 de 51, 51'.

Pelo menos uma barra coletora 6, 6' é vedada na dita ranhura 15 usando material de vedação eletricamente condutor 151, 151' que propor- ciona contato elétrico de resistência baixa entre a dita barra coletora 6, 6' e o dito bloco 5. O dito material de veaação eletricamente condutor 151, 151' é 15 tipicamente ferro fundido, conduzindo cola ou urna pasta condutora como, por exemplo, pasta carbonada.

A figura 2 ilustra uma montagem de catodo possível 50 com uma ranhura simples 15 e uma barra coletora 6 que é mais longa do que o bloco

5. Em uma modalidade desse tipo, uma pr imeira extremidade de conexão 61 da barra colcitora 6 se projeta de urna primeira face de extremidade 51 do dito bloco 5 e uma segunda extremidade de conexão 61' da barra coletora 6 se projeta de uma segunda face de extremidade 51' do dito bloco 5.

A figura 3 ilustra outra montagem de catodo possível 50 com uma ranhura simples 15 e um par de barras coletoras 6. 6' que é mais curto 25 do que o bloco 5. Em uma modalidade desse tipo, uma extremidade de co- nexão 61 de uma primeira barra coletora 6 se projeta de uma primeira face de extremidade 51 do bloco o ao mesmo Iempo erri que um extremidade interna 62 está situada dentro da dita ranhura 15 e uma extremidade de co- nexão 61' de uma segunda barra coletora 6' se projeta de uma segunda face 30 de extremidade 51' do bloco 5 enquanto uma extremidade interna 62' está situada dentro da dita ranhura 15.

Conforme ilustrado na figura 1. a dita barra coletora 6, 6' passa através das ditas paredes laterais 30, 30' da dita concha 3 para conexão com um circuito elétrico externo, tipicamente com um ou mais condutores de barra de distribuição 7, usualmente feito de alumínio. A conexão elétrica com os condutores de barra de distribuição 7 é tipicamente feita usando encaixes 5 de alumínio flexível 14 soldados e/ou aparaíusados em pelo menos uma ex- tremidade de conexão 61, 61' da dita barra coletora 6, 6' que se projeta das ditas paredes laterais 30, 30' da dita concha 3. A dita barra coletora 6, 6' co- leta a corrente que passa através de um bloco de catodo 5 e direciona a mesma para uma rede condutora situada fora do dito potenciômetro.

De acordo com a invenção, a dita célula 1 também inclui pelo

menos uma barra complementar 20, 20', 21, 21' feita de um segundo metal que é dotado de condutividade elétrica maior do que aquela das ditas barras coletoras 6, 6', preferivelmente em todas as temDeraturas entre a temperatu- ra ambiente e em torno de 1000 °C.

A condutividade elétrica dos metais Terrosos como, por exemplo,

aço é tipicamente em torne de 107 S/m na temperatura ambiente (20°C) e em torno de 9 x 105 S/m em 1000 0C. Consequentemente, a condutividade elétrica da dita barra complementar 20, 20 21, 21' é preferivelmente subs- tancialmente maior do que em torne de 10' S/m na temperatura ambiente e 20 maior do que 106 S/m em 1000 °C. A dita barra complementar 20, 20', 21, 21' é preferivelmente feita de um metal selecionado de cobre e ligas de co- bre porque esses metais são dotados de alia condutividade e temperaturas de fundição altas. As ditas ligas de cobre tipicamente incluem mais do que 90% em peso de cobre, e preferivelmente mais do que 95% em peso de co- 25 bre. A condutividade elétrica do cobre é em torno de 6,3 x 107 S/m na tem- peratura ambiente e em torno de 1,2 x 107 o/m em 1000°C. Esses valores para a condutividade elétrica correspondem a urna resistividade elétrica igual a em torno de 1,7 x 10 " D m ern ambiente e em torno de 8,5 x 10'8 Q m em 1000°C.

A dita barra complementar 2G, 20', 21, 2.1' é tipicamente alonga-

da e disposta substancialmente longitudinalmente ao longo de uma barra coletora 6, 6'. Precisamente, a dita barra complementar 20, 20', 21, 21' é do- tada de uma primeira extremidade 201, 201', 211, 211' e uma segunda ex- tremidade 202, 202', 212, 212’, é dotada de Lima extensão especificada L e está disposta adjacente a uma das ditas faces de laterais 63, 64, 65, 66 da barra coletora 6, 6'. Preferivelmente, a dita barra complementar 20, 20', 21, 5 21' está disposta de maneira que a dita segunda extremidade 202, 202', 212, 212' da dita barra complementar 20, 20 , 21, 21' esteja situada em uma dis- tância especificada A, A' de urna primeira face de extremidade 51 do dito bloco 5. A dita distância especificada A, A' é tipicamente entre - 150 mm e + 600 mm, onde os sinais de menos significam que a dita segunda extremida- 10 de 202, 202', 212, 212' está dentro do dito bloco 5. enquanto o sinal positivo significa que a dita segunda extremidade 202, 202', 212, 212' está fora do dito bloco 5.

De acordo com a invenção, a dita barra coletora 6, 6' e a dita barra complementar 20, 20', 21. 21' são Dreferive,mente eletricamente isola- 15 das do dito bloco 5 em uma área 150, 150' que se estende entre uma face de extremidade 51, 51 e um plano de referência P, P' paralelo ao dito plano central S e situadas em uma distância Iaterai B. B' da dita face de extremi- dade 51, 51' em direção ao dito piano central S. O isolamento elétrico é pre- ferivelmente obtido pelo provimento de um hter\/aio entre a dita barra coleto- 20 ra 6, 6' e o dito bloco de catodo 5 e errre a dita barra complementar 20, 20',

21, 21' e o dito bíoco cie catodo 5 na dita área. A dita distância lateral B, B' é tipicamente entre 20 e 500 mrri. O dito .ntervaio é preferivelmente isento de material de vedação de eletricamente condutor 151, 151'. O dito intervalo nas ditas áreas isoladas 150, 150 pode conter materiais de isolamento refra- tários, como, por exemplo, fibras não-cerâmicas.

As ditas barras ccmplementares 20, 20', 21, 21' podem estar adjacentes a uma face lateral superior 65 da dita barra coletora 6, 6', isto é, adjacente a um lado 65 da dita barra coletora 6, 6' voltada para um lado in- terno da superfície inferior 155 de uma ranhura 15, e/ou adjacente pelo me- 30 nos a uma das faces laterais 63, 64 da dita barra coletora 6, 6', isto é, pelo menos uma das faces laterais 63, 64 de uma barra coletora 6, 6' voltada pa- ra as faces internas laterais 153, 154 da ranhura Ί5. Vantajosamente, a dita primeira extremidade 201, 201', 211, 211' da dita barra complementar 20, 20', 21. 21' é rebaixada do dito plano central S por uma distância de re-entrância C, C'. A dita distância de re-entrância C, C' é tipicamente entre 20 a 1300 mm. Essa variação da invenção proporcio- 5 na um parâmetro de ajuste útil para oíimizar a quantidade de cobre necessá- ria com relação ao impacto da dita barra complementar 20, 20', 21, 21' na queda de voltagem. Essa variação também possibilita a redução do impacto da expansão térmica da dita barra complementar em operação. Essa varia- ção está tipicamente incorporada pelo provimento das barras complementa- 10 res 20, 20', 21, 21' em cada lado do dito plano central S1 que pode estar dis- posto simétrica ou assimetricamente com relação ao dito plano central S. As figuras de 4 a 11 ilustram modalidades possíveis dessa variação.

Conforme ilustrado nas figuras de 4 a 11, uma célula de acordo com a invenção pode incluir pelo merios urna oarra complementar 20, 20', 21, 21' em cada lado do dito plano central S, tip.camente uma pluralidade de barras complementares 20, 20', 21, 21'. A d.ta barra complementar 20, 20',

21, 21' é tipicamente dotada de uma seção transversal transversa retangu- lar. A dita seção transversal transversa retangular pode ser ou não uniforme por toda a dita extensão especificada L, L1 da dita barra complementar 20, 20', 21,21'.

Conforme ilustrado nas figuras oe 4 a 11, uma primeira extremi- dade 201, 201', 211, 211' da dita barra complementar 20, 20', 21, 21' está preferivelmente situada em uma ranhura 15 do dito bloco 5 e preferivelmente entre uma barra coletora 6, 6’ e o dito bloco 5, de maneira a proteger mais 25 facilmente a dita barra complementar 20, 20' 21. 21' com o dito material de vedação 151, 151', ao mesmo tempo em que uma segunda extremidade 202, 202', 212, 212' da dr;a barra complementar 20, 20', 21, 21' preferivel- mente se projeta de urna face de extremidade 51, 51 do dito bloco 5.

Vantajosamente, a dita barra colecora õ. 6' ê dotada de uma se- ção transversal retangular e pelo menos uma parte da dita barra comple- mentar 20, 20', 21, 21' é dotada de urna seção transversal retangular, con- forme ilustrado nas figuras de 4 a 11. Essas Iorrnas facilitam a montagem de uma montagem de catodo 50. A espessura T da dita barra complementar 20, 20', 21, 21' é van- tajosamente uniforme sobre sua extensão especificada L1 L', conforme ilus- trado nas figuras de 4 a 11. Isso facilita a fabricação da dita barra comple- 5 mentar 20, 20', 21, 21' em grande escala. Quando um bloco 5 inclui uma ou mais barras complementares 20, 20', 21, 21' em cada de suas extremidades

51, 51', suas extensões especificadas L, L1 são tipicamente iguais.

Em uma modalidade ilustrada na figura 4, a dita célula 1 inclui uma pluralidade de blocos de catodo carbonados 5 e pelo menos uma barra coletora de "extensão total" 6 em cada bloco de catodo 5, uma primeira bar- ra complementar 20 em um lado do dito plano central S e uma segunda bar- ra complementar 20' em um lado oposto ao dito plano central S. Uma primei- ra extremidade de conexão 61 e uma segunda extremidade de conexão 61' da dita barra coletora 3 se projetam de uma primeira face de extremidade 51 e de uma segunda face de extremidade 51! do dito bloco 5, respectivamente, e se projetam através de uma primeira parede Iaterai 30 e de uma segunda parede lateral 30' da dita concha 3, respectivamente, para conexão elétrica das mesmas. A dita barra complementar 20. 20' é adjacente a uma face late- ral superior 65 da dita barra coletora 6, que é uma face lateral 65 da dita bar- ra coletora 6 que está voitada para uma superfície inferior 155 de uma ra- nhura 15.

As ditas primeira e segunda extremidades de conexão 61, 61' da dita barra coletora 6 são intencionadas a sarem eletricamente conectadas a pelo menos um condutor de barra de distribuição 7.

Para cada barra coletora 6, a dita primeira extremidade 201 da

dita primeira barra complementar 20 está situada na dita concha 3 em uma primeira distância de re-entrância C do dIio plano central S, em direção a uma primeira face de extremidade 51 dc dito bioco 5, ao mesmo tempo em que a dita segunda extremidade 202 da dita primeira barra complementar 20 30 está situada em uma primeira distância especificada A de uma primeira face de extremidade 51 do dito bloco 5 (que é urna primeira distância de projeção A no caso ilustrado na figura 4). A dita pnmeira extremidade 201' da dita se- gunda barra complementa1' 20' está situada na d;ta concha 3 em uma se- gunda distância de re-entrência C do d;to plano central S em direção a uma segunda face de extremidade 51' do dito bloco 5, enquanto a dita segunda extremidade 202' da dita segunda barra complementar 20' está situada em 5 uma segunda distância especificada A' de uma segunda face de extremida- de 51' do dito bloco 5 (que é uma segunda distância de projeção A' no caso ilustrado na figura 4).

A dita ranhura 15 é isolada eletricamente da dita barra coletora 6 e da dita primeira barra complementar 20 em uma primeira área 150 se es- tendendo entre a dita primeira face de extremidade 51 do dito bloco 5 e um primeiro plano P paralelo ao dito plano central S e situado em uma primeira distância lateral B da dita primeira face de extremidade 51 em direção ao plano central S, de modo a isolar eletricamente a dita barra coletora 6 e a dita primeira barra complementar 2C do d.ic bloco 5 na primeira área 150. A dita ranhura 15 é também isolada eletricameiúe da dita barra coletora 6 e da dita segunda barra complementar 20' em urna segunda área 150' que se estende entre a dita segunda face de extremidade 51' do dito bloco 5 e um segundo plano P paraielo ao dito plano central S e situado em uma segunda distância Iaterai B' da segunda face de extiemidade 51' ern direção ao plano central S, de maneira a isolar eletricamente a dita barra coletora 6 e a dita segunda barra complementar 20' do dito oioco 5 na dita segunda área 150'.

As figuras 5 e '6 exibem detalhes de urna segunda montagem de catodo 50 para duas variações da modalidade ilustrada na figura 4. Para simplificação, essas figuras ilustram variações ti picas da invenção em que a 25 extensão especificada L das ditas primeiras barras complementares 20 é igual a extensão especificada L' das duas segundas barras complementares 20', a dita primeira distância de re-enírância C é igual à dita segunda distân- cia de re-entrância C1 a drra primeira disiáncia especificada A é igual a dita segunda distância especificaos A e a dita primeira distância lateral B é igual 30 a dita segunda distância lateral B'. Esses parâmetros são referidos como extensão especificada L, a distância oe re-erurância C, a distância de proje- ção Aea distância lateral B, respectivamente. Além disso, para ampliar os componentes no desenho essas figuras ilustram apenas uma parte de uma montagem de catodo 50 que está sitiada em um lado do dito plano central S onde a dita primeira parede lateral 30 está situada. A linha tracejada 31 re- presenta uma superfície externa da dita primeira parede lateral 30 da dita 5 concha 3. A disposição para uma parle de uma montagem de catodo 50 que está situada no lado oposto do dito plano central S é uma imagem de espe- lho dessa disposição com relação ao dito o;ano central S.

Nessas figuras, a parte (A) é uma vista da parte inferior de um bloco de catodo; a parte (B) é uma vista em corte transversal vertical Iongi- tudinal do dito bloco no plano V-V; a parte (C) é uma vista em corte transver- sal vertical transversa do dito bloco no plane Vl - V'.

Na variação ilustrada nas figuras 5 e 6, o dito bloco 5 compreen- de uma ranhura simples 15, uma barra coletora 6 está inserida na dita ra- nhura 15 e as ditas barras complementares 20, 20 estão diretamente em contato com a dita bar; a coletcra 6.

A figura 5 ilustra urna variação em que uma barra complementar 20, 20' está adjacente a uma face lateral superior 65 das ditas barras coleto- ras 6, que é uma face lateral 65 das citas oarras coletoras 6 voltadas para uma superfície inferior 155 da dita ranhura 15. A largura W da dita barra 20 complementar 20. 20' pode ser substanciai.nente idêntica à largura Wc da dita barra coieíora 6, 6', ccnforrre ilusnado diferir da dita largura Wc.

A figura 6 iluslra uma variação onde uma montagem de catodo 50 inclui uma barra coletora 6 e duas barras oorriDlementares 20, 21 nas fa- ces laterais opostas 63. 64 de cada barra coletora 6. Em outras palavras, a 25 dita montagem de catodo 50 incíui uma primeira barra complementar 20 ad- jacente à face lateral 63 da dita barra coieíora G e uma segunda barra com- plementar 21 adjacente a uma outra face iar.eral 64 da dita barra coletora 6.

A dita segunda extremidade 202. 202', 212, 212' da dita barra complementar 20, 20', 21 21' está preferivelmente situada na dita concha 3, conforme ilustrado nas figuras de 4 a 6, rie maneira a reduzir as perdas de calor em direção à parte externa da dita concha.

A dita segunda extremidade 202, 202', 212, 212' preferivelmente termina de maneira a limitar as perdas de calor da dita célula 1. Esse térmi- no pode ser incorporado deslocando a dita segunda extremidade 202, 202', 212, 212'da dita pelo menos uma extremidade de conexão 61, 61' por uma distância de deslocamento K, K'. A dita distância de deslocamento K, K' é 5 preferivelmente maior do que 100 mm, e é tipicamente entre 100 e 1000 mm. Alternativamente, ou em combinação, esse término pode ser incorpora- do variando a seção transversal da dita barra complementar 20, 20', 21, 21' ao longo da dita pelo menos uma barra complementar 20, 20', 21, 21' de maneira a conferir resistência térmica a dita pelo menos uma barra comple- 10 mentar 20, 20', 21, 21' em direção a dita pela menos uma extremidade de conexão 61, 61'. Tal modalidade alternativa é particularmente vantajosa quando a dita segunda extremidade 202, 202', 212, 212' da dita barra com- plementar 20, 20', 21, 21' está situada fora da dita concha 3. A dita seção transversal da dita barra complementar 2ü, 2C, 21, 21' é preferivelmente va- 15 riada na adjacência da di*a segunda extremidade 202, 202', 212, 212'. Por exemplo, a dita seção transversal da oita barra complementar 20, 20', 21, 21' pode ser menor entre um plano de transição 22, que está situado em uma distância intermediária D das ditas faces cie extremidade 51, 51' do dito blo- co 5 e da dita segunda extremidade 202, 202’, 212, 212' da dita barra com- 20 plementar 20, 20', 21, 21' do que entre a dita orimeira extremidade 201, 201', 211, 211' da dita barra complementar 20, 20 , 21, 21' e do dito plano de transição 22. O dito piano de transição 22 estando tipicamente paralelo ao dito plano centra! S. A dita distância intermediária D está tipicamente entre - 200 mm e + 300 mm, onde o sinal de menos significa que o dito plano de 25 transição 22 está no bloco 5 enquanto o sinal positivo significa que o dito plano de transição 22 está fora do dito bloco 5. O dito plano de transição 22 está em uma distância deslocada para dentro especificada K2 da dita face de extremidade 51, 5V, que é preferivelmente maior do que 100 mm.

O dito plano de transição 22 está tipicamente dentro da dita con- cha 3. Em outras palavras, o diio plano de transição 22 está situado entre as ditas faces de extremidade 51, 51' dos ditos blocos 5 e a dita superfície ex- terna 31, 31' das ditas paredes laterais 30. 31 da oita concha 3. A figura 7 ilustra variações dess 3 modalidade.

A figura 7(A) ilustra uma variação em que a dita barra comple- mentar 20, 20', 21, 21' é dotada de uma primeira seção transversal uniforme entre uma primeira extremidade 201, 201', 211, 211' da mesma e um plano 5 de transição 22 situado em uma distância intermediária D das ditas faces de extremidade 51, 51' do dito bloco 5 e uma segunda seção transversal uni- forme entre o dito plano de transição 22 e uma segunda extremidade 202, 202', 212, 212' da mesma. Essa disposição pode ser incorporada usando um plano com uma espessura constante, uma primeira largura constante W en- 10 tre a dita primeira extremidade 201, 201’, 211. 211' e a dita distância inter- mediária D e uma segunda largura Wa entre a distância intermediária Dea dita segunda extremidade 202. 202', 212, 212'.

A figura 7(B) ilustra uma variação em que a dita barra comple- mentar 20, 20', 21, 21' é dctada de uma primeira seção transversal uniforme entre uma primeira extremidade 201, 201', 211, 211' da mesma e um plano de transição 22 situado ern uma distância intermediária D das ditas faces de extremidade 51, 51' do oito bioco 5 e uma seção transversal decrescente entre o dito plano de transição 22 e Jiria segunda extremidade 202, 202', 212, 212' da mesma. Essa disposição pode ser incorporada usando uma placa com uma espessura constante, uma primeira largura constante W en- tre a dita primeira extremidade 201, 20 ^211, 211' e o dito plano de transi- ção 22 e uma largura decrescente entre o d rc plano de transição 22 e a dita segunda extremidade 202. 2C2', 212, 212', terminando na largura Wb. A dita largura decrescente está tipicamente decrescente linearmente, conforme ilustrado na figura f(B).

Conforme ilustraao na figura ΰ uma barra suplementar 23 feita de um terceiro metal pode estar disposta em uma extremidade de conexão 61, 61' da dita barra coletora 6, 6' de maneira que há um intervalo 24 entre a dita barra complementar 20, 20'. 21, 21' e a dita barra suplementar 23. O dito 30 intervalo 24 possibilita a redução adicionai da queda voltagem ao mesmo tempo em que mantém a resistência térmica entre a dita barra complementar 20, 20', 21, 21' e a dita barra suplemenrar 23. O dito terceiro metal, que é tipicamente o mesmo do dito segundo meta! é dotado de uma condutividade elétrica maior do que o dito primeiro metal. A largura Wg do dito intervalo 24 é tipicamente entre 10 e 1000 mm, e mais especificamente entre 20 e 200 mm.

A dita barra complementar 20, 20', 21, 21' pode estar diretamen- 5 te em contato com a dita barra coletora 6, β' conforme ilustrado nas figuras

5, 6 e 8, ou o material de vedação condutor 151, 151' pode estar interposto entre as ditas barras coletoras 6, 6' e as ditas barras complementares 20, 20', 21, 21', conforme ilustrado nas figuras S e 10, que são vistas em corte transversal transversal das montagens de catodo 50 como na parte (C) das 10 figuras 5, 6 e 8. O material de vedação condutor 151, 151' pode também cir- cundar uma parte da dita barra complementar 20. 20', 21, 21'. As figuras 9 e 10 ilustram modalidades onde o matéria! de vedação 151 é interposto entre uma barra coletora 6 e as barras complementares 20, 21 e circunda uma parte das ditas barras complementares 20, 21 que está nas áreas vedadas. 15 A invenção pode ser incorporaaa nas células que compreendem

pelo menos um bloco de catodo 5 inciundo duas ranhuras paralelas 15. Pa- ra propósitos ilustrativos, a figura 11 ilustra uma modalidade possível da in- venção em que o dito oloco 5 compreenoe Juas ranhuras paralelas 15 e um par de barras coletoras de extensão parcial o, 8' em cada oa dita ranhura 15. 20 Um primeiro par das barras complementares 20, 21 está disposto adjacente a cada par da barra 6 em um lado do dito plano central S e um segundo par de barras complementares 20’ 2 V está disposto adjacente a cada barra par- cial 6' em um lado oDosto do dito plano cer.ua! S. A dita primeira extremida- de 201, 201', 211, 211’ daõ barras cor-pio-rr· ^nlsres 20, 20', 21, 21' está situ- 25 ada em urna ranhura 15 do dito bloco r:> e entre urna barra coletora 6, 6' e as faces internas laterais 15Γ·. "54 do dito bloco 6 em uma distância de re- entrância C, C do plano (,entrai S. A ciifa segunda extremidade 202, 202', 212, 212' das ditas barras complementares 20, 20', 21, 21' se projeta da face de extremidade 51, 51' do dito bloco 5 para uma distância especificada A1 A'. 30 É formado um intervalo na área 150, 150' da largura B, B' das faces de ex- tremidade adiacentes 51, 51' oo dito bioco Li. Os ditos intervalos são isentos de material de vedação eletricamente condutor de maneira a isolar eletrica- mente as ditas barras 6, 6 e a?» clitas barras complementares 20, 20', 21, 21' do bloco 5 nas ditas áreas 150, 150'. Ui.ia extremidade de conexão 61 das ditas barras coletoras 6 se pro eía através de uma primeira parede lateral 30 da dita concha 3 para a conexão elétrica da mesma. Uma extremidade de 5 conexão 61' da segunda barra coletora 6' se orojeta através de uma segun- da parede lateral 30' da dita ccncha 3 para conexão elétrica da mesma. Uma extremidade interna 62 da dita barra coletora 6 e uma extremidade interna 62' da dita barra coletora 6' estão situadas na dita ranhura 15 e estão sepa- radas uma da outra por um intervalo 152 aue é preferivelmente preenchido 10 com fibras não cerâmicas.

Testes

Foram feitas as montagens de catodo similares àquela ilustrada na figura 5, inseridas em uma célula de eletrólise e testadas. A célula incluía 32 barras coletcras de extensão completa Dnas oarras complementares 15 foram dispostas 3 presas em i.na barra coteiora de maneira que a uma bar- ra complementar foi situada em cada lado c.e um piano central S. As barras coletoras eram isentas de açj enquanto as barras complementares eram isentas de cobre. A largura VVc aas bairas co etoras era igual a em torno de 65 mm. A largura W das barras compicnieníares de cobre era em torno de 20 65 mm. As distâncias especificadas A e A1 eram erri torno de 548 mm. As distâncias de re-entrância C e eram em torno de 25 mm. As distâncias de deslocamento K e K' eram em torno de 41 PTf1.

Forarn também feitas e testadas as montagens de catodo sem barra de cobre para comparação (Testes Nos. 1 e 2). Em todos os casos, o bloco de catodo foi feito de material carbonado compreendendo 30% em peso de grafite A intensidade da corrente célula era de 76 KA em opera- ção.

A Taoeia 1 descreve a altura H da barra coletora, a espessura T da barra de cobre, a espessura G do matenal carbonado acima da ranhura

igual a em torno de 1S7 mm, e a queda de voltagem cie catodo Uc que foi medida par a caaa caso Tabela 1

Teste G (mm) H (mm) T (mm) Uc (mV) 1 197 115 0 450 2 172 140 0 400 3 197 80 35 280 4 197 100 ! 16 325 5 197 30 20 300 Os resultados ilustram que uma disposição de acordo com a in- venção exibe que as quedas de voltagem oatódicas são muito menores do que aquelas observadas para as disposições sem cobre. Além disso, a se- 5 ção transversal das barras coletoras pode ser significativamente reduzida e a seção transversal total da barra composta pede ser feita muito menor do que a seção transversal de uma barra coletora de aço simples correspon- dente de acordo com o estado da técnica ao mesmo tempo em que preserva quedas de voltagem catóciicas relativamente pequenas. Foi também obser- 10 vado que a espessura G pode até ser aumentada ao mesmo tempo em que mantém os valores da queda de voltageir catódica muito abaixo dos valores do estado da técnica.

Foi também observado que a espessura G pode ser significati- vamente aumentada ao mesmo tempo ern que mantem a espessura total E do bloco, graças à redução significativa das dimensões da barra coletora possibilitada pela invenção sen aumento Significativo da queda de voltagem catódica da disposição.

Foram feitas montagens :;aíódicas similares àquelas ilustradas na figura 8, inseridas ern uma célula de eieirólise similar e testadas. Os pa- râmetros foram: T igual a 35 mm; G iguai a 197 mm; H igual a 115 mm e Wg igual a 50 mm e 100 mm. As quedas de voltagem catódicas medidas foram em torno de 300 mV e 330 nV, respectivamente. Listagem de referência

1 Célula eletrolítica

2 Potenciômetro

3 Concha

4 Material de revestimento refraíário

5 Bloco de catodo carbonado

6, 6' Barra coletora

7 Condutor de barra de distribuição externo

8 Almofada de alumínio líquido 9 Banho eletrolítico

10, 10' Anodos

11,11' Hastesdeanodo

12,12' Feixesdeanodo

13 Camada de Proteção

14 Encaixe de alumínio flexível

15, 15' Ranhuras

16,16' Cumedebanhosolidificado

20, 20', 21, 21' Barras complementares 22 Plano de transição 23 Barra complementar

24 Intervalo encre a barra complementar e barra suplementar

30 Primeira parede lateral de uma concha

31 Superfície externa da primeira parede lateral

32 Superfície interna da primeira parede lateral 30' Segunda parede lateral de uma concha

31' Superfície externa da segunda parede lateral

32' Superfície interna da segunda parede lateral

41, 41' Revestimento refratário lateral 50 Montagem de catodo

51 Primeira face de extremidade de um bloco de catodo

51' Segunda face de extremidade de um bloco de catodo

52, 52' Faces laterais de um bloco de catodo 53 Face lateral superior de um bloco de catodo 53' Face lateral inferior de um bloco de catodo 61 Primeira extremidade de conexão de uma barra coletora 61' Segunda extremidade de conexão de uma barra coletora 62, 62' Extremidade interna de uma barra coletora 63, 64 Faces laterais de uma barra coletora 65 Face lateral superior de uma barra coletora 66 Face lateral inferior de uma barra coletora 150, 150' Áreas termicamente isoladas 151, 151' Material de vedação condutor 152 Intervalo entre barras parciais 153, 154 Laterais internas de ranhura 155 Superfície inferior de ranhura 201, 201', 211, 21 Γ Primeira extremidade das barras complementares 202, 202', 212, 212' Segunda extremidade das barras complementares

Claims

1. Célula eletrolítica (1) intencionada para a produção de alumí- nio incluindo. Uma concha metálica (3) compreendendo duas paredes laterais (30, 30') que estão dispostas substancialmente simetricamente com relação a um plano central (S), pelo menos um bloco de catodo carbonado (5) sendo dotado de faces laterais (52, 52', 53, 53'), de faces de extremidade (51, 51') e pelo me- nos de uma ranhura (15) o dito bloco (5) estando disposto na dita concha (3) de maneira que a dita ranhura (15) esteja substancialmente perpendicular ao dito plano central (S), pelo menos uma barra coletora (6, 6') feita de um primeiro metal, sendo dotada pelo menos de uma extremidade de conexão (61, 61') e das ditas faces laterais (63, 64, 6ó, 66), e disposta na dita ranhura (15) de manei- ra que a dita pelo menos uma extremidade de conexão se projete do dito bloco (5) através de uma face de extremidade especificada (51, 51') e fora da concha (3) através de urna parede lateral especificada (30, 30') de manei- ra a possibilitar conexão elétrica em um circuito elétrico externo, conduzir eletricamente material de vedação (151, 151') na dita ranhura (15) para proporcionar contato elétrico entre a dita barra coletora (6,6') e o dito bloco (5), em que a dita célula (1) também inclui pelo menos uma barra complementar (20, 20', 21, 21') feita de um segundo metal sendo dotado de uma condutividade elétrica maior do que o primeiro metal, em que a dita pele menos uma barra complementar (20, 20', 21, 21') é dotada de uma primeira extremidade (201, 201', 211, 211') e de uma segunda extremidade (202 202', 212, 212'), é dotada de uma extensão es- pecificada (L, L') e está disposta adjacente a uma das ditas faces laterais (63, 64, 65, 66) da dita barra coletora (6, 6'), e em que a dita segunda extremidade (202, 202', 212, 2.12') está em uma distância especificada (A,A') da dita face de extremidade especifi- cada (51, 51') do dito bloco (5) e termina de maneira a limitar perdas de calor da dita célula (1).

2. Célula de acordo com a reivindicação 1, em que a dita distância especificada (A, A’) está entre - 150 e + 600 mm.

3. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, em que a dita segunda extremidade (202, 202’, 212, 212') está desloca- da da dita pelo menos uma extremidade de conexão (61, 61') por uma dis- tância de deslocamento (K, K1).

4. Célula (1), de acordo com a reivindicação 3, em que a dita distância de deslocamento ÍK, K') é maior do que 100 mm.

5. Célula (1), de acordo com a reivindicação 3, em que a dita distância de deslocamento (K. K1) está entre 100 e 1000 mm.

6. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a seção transversal da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') varia ao longo da dita pelo menos uma barra complementar (20, 20', 21, 21') de maneira a conferir resistência térmica a dita pelo menos uma barra com- plementar (20, 20', 21, 21) sni direção a dita pelo menos uma extremidade de conexão (61, 61').

7. Célula (1), de acordo com a reivindicação 6, emque a dita se- ção transversal da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') varia na adja- cência da dita segunda extremidade (202, 202', 212, 212').

8. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 e 7, em que a dita seção transversal da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') é menor entre um plano de transição (22) que está em uma distância intermediária (D) da dita face de extremidade (51, 51') do dito bloco (5) e a dita segunda extremidade (202, 202'. 212, 212') da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') do que entre a dita primeira extremidade (201, 201', 211,211') da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') e do dito plano de transi- ção (22).

9. Célula (1), de acordo com a reivindicação 8, em que o dito plano de transição (22) está dentro da dita concha (3).

10. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, em que a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') é dotada de uma 3 primeira seção transversal uniforme entre a dita primeira extremidade (201, 201', 211, 211') e o dito plano de transição (22) e uma seção transversal uni- forme entre o dito plano de transição (22) e a dita segunda extremidade (202, 202', 212. 212').

11. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, em que a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') é dotada de uma primeira seção transversal uniforme entre a dita primeira extremidade (201, 201', 211, 211') e o dito plano de transição (22) e um seção transversal de- crescente entre o dito plano de transição (22) e a dita segunda extremidade (202, 202', 212, 212').

12. Célula (1), de acordo com a reivindicação 11, em que a dita seção transversal decrescente é uma seção transversal que decresce line- armente.

13. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, em que s dita distância intermediária (D) está entre — 200 mm e + 300 mm.

14. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, em que a dita barra coletora (6, 6 ) e a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') são isoladas eletricamente do dito bloco (5) em pelo menos uma área (150, 150') se estendendo entre a dita face de extremidade especifica- da (51, 51') do dito bloco (5) e um plano de referência (P, P') que está para- lelo ao dito plano central (S) e está situado em uma distância lateral (B, B') da dita face de extremidade especificada (51, 51') em direção ao dito plano central (S).

15. Célula (1), de acordo com a reivindicação 14, em que a dita barra coletora (6, 6') e a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') estão ele- tricamente isoladas do oito bloco (5) na dita área 1150, 150') pelo provimento de um intervalo entre a dita barra coletora (6, 6) e o dito bloco (5) e entre a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') e o dito bloco (5) na dita área (150, 150').

16. Célula (1), de acordo com a reivindicação 15, em que o dito intervalo é isente de matéria! de vedação eletricamente condutor (151, 151').

17. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, em que a dita distância lateral (B, B') está entre 20 e 500 mm.

18. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, em que o dito primeiro metal é um metal terroso.

19. Célula (1), de acordo som a reivindicação 18, em que o dito metal ferroso é selecionado de aços.

20. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, em que o dito sequndo metal é selecionado do grupo consistindo em cobre e ligas de cobre.

21. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, o dito material de vedação eletricameníe condutor (151, 151') é sele- cionado do grupo consistindo em ferro fundido, colas condutoras e pastas condutoras carbonadas.

22. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, em que a dita barra coletora (6, 6') é doíada cie uma seção transversal retangular e ern que pelo menos uma parte da dita barra complementar (20, 20', 21, 21') é dotada de uma seção transversal retangular.

23. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, em que a dita barra coletora (6, 6') é dotada de uma espessura unifor- me sobre a dita extensão especificada.

24. Célula C), c!e acordo com qualquer uma cias reivindicações 1 a 23, em que a dita primeira extremidade (201, 201'. 211 211') da dita barra complementar (20, 20', 21. 21 ) está situada na dita ranhura (15) do dito blo- co (5).

25. Célula (1), de acordo com qualquer urna das reivindicações 1 a 24, em que a dita Dtimeira extremidade (201, 2.01', 211 2.11') da dita barra complementar (20, 20', 21, 21 \ está situada entre a dita barra coletora (6, 6') e o dito bloco (5).

26. Célula (1), de ecordo com qualquer urna das reivindicações 1 a 25, em que a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') está adjacente a uma face lateral (65) da dita barra coletora (6,6') voltada para uma superfície inferior (155) da ranhura (15).

27. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 26, em que a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') está adjacente a pelo menos uma das faces laterais (63, 64) da dita barra coletora (6, 6') que está voltada para os lados internos laterais (153, 154) da dita ranhura (15).

28. Célula (1), de acordo com quaiquer uma das reivindicações 1 ou 27, em que uma barra suplementar (23) feita de um terceiro metal está disposta na dita extremidade de conexão (61. 61') da dita barra coletora (6,6') de maneira que haja um intervalo (24) entre a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') e a dita barra suplementar (23), e em que o dito terceiro metal é dotado de uma condutividade elétrica maior do que o dito primeiro metal.

29. Célula (1), de acordo com a reivindicação 28, em que o dito terceiro metal é o mesmo do dito segundo metal.

30. Célula 0), ce acordo com quaiquer uma das reivindicações 1 ou 29, em que a dita barra complementar (20, 20', 21, 21') está em contato direto com a dita barra coletora (6, 6').

31. Célula (1), de acordo com quaiquer uma das reivindicações 1 ou 29, em que o material de vedação condutor (151, 151') está interposto entre a dita oarra coletora (6. 6') e a dita barra complementar (20, 20', 21, 21').

32. Céluia (1), de acordo com a reivindicação 31, em que o ma- terial de vedação condutor (151, 151') circunda uma parte da dita barra complementar (20, 20', 21, 21').

33. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 32, em que a proporção da seção transversal vertical transversa da dita barra complementar (20, 20', 21, 21) para urna seção transversal vertical transversa da dita b&rra coletora (6, 6') é maior do que 5:100.

34. Célula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 32, em que a razção da seção transversal vertical transversa da dita bar- ra complementar (20, 20', 2 !, 21') para uma seção transversal vertical trans- versa da dita barra coletora {6, 6') é maior do que 25:100.

35. Célula (1), ae acordo com qualquer urna das reivindicações 1 ou 34, em que a dita primeira extremidade (20-1, 201'. 211, 211') da dita bar- ra complementar (20, 20', 21, 21') é rebaixada do dito plano central (S) por uma distância de re-entrância (C, C').

36. Célula (1), de acordo corn a reivindicação 35, em que a dita distância de re-entrância (C: C) está entre 20 e 1300 mm.

37. Processo de produção de alumínio por eletrólise incandes- cente, compreendendo: proporcionar ura célula de eletrólise (1) como definida em qual- quer uma das reivindicações 1 a 36, a dita célula (1) compreendendo adicio- nalmente pelo menos um anodo (10, 10'), passar uma corrente elétrica entre o dito pelo um anodo (10, 10') e o dito bloco de catodo carbonado (5), de maneira a produzir alumínio por redução eletrolítica de alumina.