Извлечение алюминия из ванн

29.01.2017

Алюминий, выделяющийся при электролизе, накапливается на подине ванны под слоем электролита. По мере накопления алюминия в ванне его время от времени навлекают из нее.
Из нормально работающей ванны алюминий извлекают, в зависимости от местных условий, по графику через 2, 3 или 4 дня. Наиболее распространенными являются трех- и четырехдневные графики выливки металла, как требующие меньших трудовых затрат.
При извлечении металла ванна теряет много тепла. Поэтому во избежание нарушения нормальной работы ванны ее подготовляют следующим способом:
1) Своевременно снижают загрузку глинозема с таким расчетом, чтобы вспышка на ванне наступила в смену, предназначенную для выливки;
2) во время вспышки ванну хорошо прогревают и тщательно освобождают от угольной пены, для чего несколько увеличивают продолжительность анодного эффекта;
3) со всех сторон освобождают анод от корки, так как в процессе извлечения алюминия его необходимо опускать.
При извлечении металла из ванны без вспышки через окна, пробитые в корке электролита, тщательно снимают угольную пену и освобождают углы анода от корки электролита.
Извлечение алюминия из ванн осуществляют преимущественно с помощью сифона и вакуумного ковша.
Извлечение алюминия из ванн

Сифон (рис. 90) состоит из вертикальной трубы 1, тройника 2 и изогнутого колена 6, отлитых из чугуна. Верхнее отверстие трубы 1 плотно закрывается колпаком 3, прижатым к тройнику скобой 4 и нажимным винтом Колпак снабжен патрубком, который с помощью резинового шланга 5 присоединен к эжектору, т. е. к прибору, создающему при продувании через него сжатого воздуха давлением 4—5 ат разрежение в сифоне. Сжатый воздух поступает в эжектор по резиновому шлангу, соединенному с воздушной сетью. Степень разрежения контролируют вакуумметром, закрепленным на эжекторе. Литейный ковш устанавливают в приямок, так как при работе сифона уровень металла в ковше должен быть ниже уровня металла в ванне.
Перед началом извлечения алюминия из ванны сифон подогревают не менее чем до 150° С, а затем с помощью крана устанавливают так, чтобы конец чугунного колена 6 сифона погружался в металл, находящийся в ванне, а труба висела примерно на 250 мм выше дна ковша.
Перед установкой чугунного колена в ванну пробивают корку электролита и ломиком расчищают подину ванны от осадков. Иногда для выливки алюминия из ванны в нее устанавливают цветочный горшок, из которого затем металл поступает в сифон. Последнее производят в том случае, если на подине ванны имеется большой осадок.
Затем в ковш опускают наполненный жидким металлом черпак и подводят его под трубу сифона так, чтобы конец трубы оказался погруженным в жидкий алюминий. После этого в эжектор подают сжатый воздух, в сифоне создается разрежение (200—250 мм рт. ст.) и он наполняется жидким металлом, поступающим в сифон под давлением атмосферного воздуха. Когда в ковше наберется достаточное количество металла и выходное отверстие сифона будет закрыто алюминием, черпак отводят от сифона и выливка продолжается до тех пор, пока из ванны не будет вылито необходимое количество алюминия.
Для прекращения выливки перекрывают поступление сжатого воздуха в эжектор, в результате чего в сифон проникает воздух и поступление металла из ванны в ковш прекращается. Эжектор отключают от воздушной сети, а горячий сифон переносят краном на следующую ванну
Основным недостатком этого способа является необходимость устройства приямков у торцов ванн. Этот недостаток устраняется при применении для выливки металла вакуум ковша.
Вакуумный ковш (рис. 91) представляет собой литейный ковш, снабженный теплоизоляцией, герметически закрывающейся крышкой и приболченной на фланце всасывающей трубой.
В крышке ковша имеется патрубок для подсоединения эжектора. Для создания разрежения в ковше патрубок также может быть подсоединен к вакуумной линии. Степень разрежения контролируется вакуумметром, закрепленным на крышке ковша.
Перед выливкой вакуумный ковш и всасывающую трубу прогревают не менее чем до 150° С и тщательно проверяют узлы уплотнений. Затем ковш краном подвозят к ванне и нижний конец всасывающей трубы погружают в металл. Для установки всасывающей трубы в металл пробивают корку электролита и подину ванны очищают от осадка.
Извлечение алюминия из ванн

После этого ковш подключают к вакуумной линии (или подается сжатый воздух в эжектор) для создания в нем разрежения порядка 200—250 мм рт. ст. Вследствие разности давлений внутри ковшa и вне его металл засасывается внутрь ковша.
Количество металла в ковше контролируют или через специальное отверстие в литнике или по загоранию лампочки, которая вспыхивает, когда уровень металла в ковше достигнет заданного.
Наиболее частым осложнением при выливке металла сифоном или вакуум-ковшом является проникновение в них электролита, Поэтому перед установкой сифона или всасывающей трубы вакуум-ковша в ванну проверяют уровень металла в ней. При низком уровне металла и при наличии настылей или осадка вырубают в настылях гнездо и расчищают осадок на подине и только после этого опускают колено сифона или всасывающую трубу вакуум-ковша в ванну.
Вo время выливки металла из ванны медленно опускают анод (по мере понижения уровня металла) с таким расчетом, чтобы напряжение на ванне не увеличиваюсь более чем на 0,5 в по сравнению с нормальным рабочим напряжением. При этом следят также за тем, чтобы анод опускался свободно и равномерно и не задерживался твердой коркой электролита. Алюминий из ванны извлекают не полностью; на ее подине всегда остается слой жидкого металла толщиной 20—25 см.
После извлечения металла из ванны приступают к ее обработке. Для этого прежде всего на ванне устанавливают напряжение на 0,2—0,3 в выше, чем до выливки. Затем пневматическим молотком или специальной машинкой возможно шире обрубают гарниссаж и в ванну заливают жидкий электролит или загружают свежий криолит. Иногда вводят оборотный (кусковой) электролит.