5.1. Продукция электролизных цехов, требования продукции.

Алюминий, полученный в электролизных, ваннах называют алюминием-сырцом. Качество металла оценивается по количеству примесей, которые содержаться в полученном алюминии. Извлеченный из ванн алюминий содержит металлические, неметаллические и газообразные примеси. Из металлических примесей в алюминии присутствуют железо, кремний, медь, цинк, титан, кальций, магний, натрий, галлий и др. Железо и кремний особенно вредны в связи с ухудшением пластичных свойств и коррозионной стойкости алюминия. Другие металлические примеси также ухудшают физико-химические свойства товарного алюминия. В число неметаллических примесей в алюминии входят оксид алюминия, фтористые соли, углерод, карбид и нитрид алюминия. Металлические примеси переходят в алюминий из сырья или попадают в него в результате небрежного обслуживания электролизных ванн. Неметаллические примеси обычно попадают в металл механическим путем при выливке алюминия.

Таблица 4.

Химический состав первичного алюминия, % ( ГОСТ 11069-74).

марка	Al	Fe	Si	Cu	Zn	Ti	прочие	сумма
А-85 А-8 А-7 А-7Е А-6 А-5 А-5Е А-0	99,85 99,80 99,70 99,70 99,60 99,50 99,50 99,00	0,08 0,12 0,16 0,20 0,25 0,30 0,35 0,50	0,06 0,10 0,15 0,08 0,18 0,25 0,10 0,50	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02	0,02 0,04 0,04 0,04 0,06 0,06 0,04 0,08	0,008 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,015 0,02	0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,02 0,03	0,15 0,20 0,30 0,30 0,40 0,50 0,50 1,00

Для уменьшения загрязнения алюминия газовыми и твердыми неметаллическими включениями в литейных отделениях электролизных цехов освоены и широко применяются следующие способы рафинирования: хлорирование, применение сифонов для переливки жидкого металла, обработка металла флюсами, отстой в ковшах и печах, фильтрация через специальные ткани и сетки. Сочетание этих методов рафинирования позволяет достаточно эффективно устранять газовые и неметаллические включения получать качественный алюминий. Выбор метода рафинирования определяется сложившимися условиями производства и имеющимся оборудованием.

6. Литейное отделение электролизного цеха.

Разливка мелкоформатной алюминиевой чушки производится в изложницы на разливочной машине конвейерного типа, оборудованной устройством для механического клеймения чушек и системой воздушного охлаждения изложниц. Металл изложницы на конвейере заливают либо из литейных ковшей, либо из печей-миксеров. После заливки изложницы с поверхности металла лопаткой снимают шлак. По достижении конца конвейера изложницы с закристаллизовавшимся металлом под действием силы тяжести переворачиваются, и алюминиевые чушки выпадают на приемный стол укладочной машины, укладывающей чушки штабелями на тележки. В зависимости от назначения возможна отливка слитков алюминия и его сплавов различной формы. Слитки отливают полунепрерывнным способом на специальных литейных машинах. Принцип действия литейных машин основан на использовании высокой теплопроводности алюминия, которая позволяет интенсивным охлаждением быстро переводить его из жидкого состояния в твердое. Устройство, создающее зону интенсивного охлаждения и придающее отливке заданную форму называется кристаллизатором. В процессе формирования слитка жидкий металл поступает сверху в короткий вертикальный охлаждаемый водой кристаллизатор, а снизу выходит закристаллизовавшийся слито. Таким образом, можно получить слитки любой длины и веса. Для охлаждения применяется очищенная вода, подаваемая в кристаллизатор под давлением. Кристаллизаторы изготавливаются из меди и сплавов алюминия.

Литейная машина представляет собой колодец с водой, в котором установлен перемещаемый стол с поддоном, механизм перемещения стола и подвижная металлоконструкция, в которой закреплены кристаллизаторы. На каждой литейной машине можно одновременно отливать несколько слитков, число которых зависит от площади их сечения. Перед началом и в процессе литья внутреннюю поверхность кристаллизаторов смазывают специальным маслом для лучшего скольжения слитка и получения гладкой поверхности. Основные части литейной машины – вращающийся медный водоохлаждаемый кристаллизатор в форме колеса с кольцевым пазом и бесконечная, также охлаждаемая водой стальная лента образуют стенки изложницы, в которой происходит кристаллизация алюминия. Перед началом и в процессе литья кристаллизатор и стальную ленту смазывают специальным маслом. Жидкий алюминий поступает из миксера по желобу в литейную чашу, а из нее через дозатор в пространство между колесом кристаллизатора и стальной лентой. Подачу металла регулирует литейщик с помощью винтового клапана, которым снабжен дозатор. Уровень металла в кристаллизаторе поддерживают постоянным, при этом конец трубки дозатора должен быть погружен в металл.

Образующаяся литая заготовка поступает в непрерывный прокатный стан, состоящий из ряда прокатных клетей, которые устанавливаются последовательно одна за другой станине. Полученная в результате прокатки проволочная заготовка (катанка диаметром от 7 до 23 мм) поступает на одну из поочередно работающих моталок, которые сматывают ее в бухты. Бухты готовой катанки после остывания и соответствующей маркировки увозят на склад готовой продукции. Помимо производства катанки существуют также методы непрерывного получения лент из алюминия и его сплавов. Оба метода аналогичны по принципу получения катанки. Отличие состоит в форме профиля выемки колеса-кристализатора и в расположении шкивов, направляющих ленту.