СПОСОБ ОТЛИВКИ СВИНЦОВЫХ РЕШЕТОК ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ИЗ ВТОРИЧНО ОТРАБОТАННОГО СВИНЦА КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Российский патент 2002 года по МПК H01M4/84 C22B7/00 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве решеток для электродов из лома отработанных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Известны способы изготовления решеток для электродов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей из промышленного свинца, поставляемого на аккумуляторные заводы, в которых содержатся все компоненты, необходимые для литья решеток и их технических характеристик.

Известно также, что в промышленном производстве для производства решеток аккумуляторных батарей используется вторично отработанный свинец кислотных аккумуляторов, получаемый в виде черного или рафинированного свинца, в которых основная часть компонентов, необходимых для технических характеристик решеток, выгорает в котлах. Естественно, что такой свинец для литья решеток применять нельзя. Чтобы улучшить качество отливаемых решеток, черновой свинец рафинируют, вводят необходимые добавки [1].

Так, например, в сплав УС1 вводят олово и мышьяк, которые являются легирующими примесями и составляют олова 0,11-0,15%, мышьяка 0,14-0,20% соответственно при низком содержании меди 0,05-0,07%.

Также следует отметить, что существует технология производства решеток из отработанного свинца методом проката.

Он заключается в следующем.

Отработанный черновой свинец очищается от шлака и прокатывается до нужной толщины в полосы. Делают сквозные просечки, растягивают и вырубают решетки по заданным размерам. После механических операций решетку покрывают электрохимическим слоем олова, серебра, кальция или чистым свинцом [2].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является переработка вторично отработанного свинца, получаемого на заводах в виде черного и рафинированного свинца, загружаемого в котел с добавками необходимой лигатуры [3].

Недостатками таких технологических процессов переработки отходов отработанного свинца в решетки являются использование дорогостоящих материалов, сложная технология производства решеток и его оборудование, а также трудное соблюдение технологических процессов, связанное с перерасходом нужных компонентов с низким производством выпускаемых решеток.

Задачей настоящего изобретения является использование свинца вторичной переработки для литья решеток с низким содержанием мышьяково-сурьмянистой лигатуры сурьмы, олова, кальция и других компонентов с добавками их в процессе литья решеток в котел с температурой 320-350^oС, что предотвращает выгорание компонентов, с последующим повышением температуры до 450-520^oС в промежуточной стадии, между котлом и литейной формой, в процессе которого компоненты в виде сурьмы, олова, кальция не успевают выгорать, придавая отливкам решетки литейное качество, коррозийную стойкость, исключая трещины на решетках с добавкой серы 0,01-0,02%.

Это достигается тем, что способ отливки свинцовых решеток для электродов из вторично отработанного свинца кислотных аккумуляторов, включающий плавление чернового или рафинированного свинца, добавку лигатуры, разливку в форму, охлаждение и выталкивание решеток, отличается тем, что плавление ведут при температуре 320-350^oС, после добавления лигатуры проводят перемешивание в течение 10-15 мин, контроль содержания лигатуры и добавляют серу в количестве 0,01-0,02% от массы, перед разливкой в форму температуру свинца повышают до 450-520^oС, после чего свинец разливают в литейную форму, имеющую температуру 120-180^oС.

Способ осуществляют следующим образом.

Котел с черновым или рафинированным свинцом с низким содержанием компонентов разогревают до температуры 320-350^oС и перемешивают, снимая шумовкой шлак, образованный на поверхности зеркала котла. Берут анализ и проверяют содержимое компонентов, находящихся в котле. С учетом проведенного анализа в котел добавляют присадки в виде сурьмы, мышьяка, олова, кальция в том количестве, в зависимости от того, какую лигатуру хотят получить, малосурьмянистую или сурьмянистую. Полученная шихта перемешивается при температуре 320-350^oС, и берется анализ. После проведения анализа в шихту добавляют 0,01-0,02% серы, исключающей трещины на решетках. Вся шихта перемешивается один раз в 1 час в течение 10-15 мин.

Приготовленная лигатура позволяет сократить при температуре 320-350^oС выгорание компонентов и исключить растворимость меди, влияющей на работу аккумулятора. Но такая шихта свинца, полученная в котле при низких температурах, не пригодна для литья решеток из-за вязкости и проливаемости свинца в литейную форму. Поэтому в промежуточной стадии, между котлом и литейной формой, свинец насосом перекачивается из котла в изложницу, подогретую ТЭНами до температуры 450-520^oС, и заливается в литейную форму, охлажденную до температуры 120-180^oС. При автоматической скорости литья решеток в литейную форму от 8-12 шт. в 1 мин лигатура свинца в изложнице за счет замкнутого пространства изложницы и скорости литья решеток сохраняет все компоненты и литейные качества для производства электродов свинцово-кислотных аккумуляторов.

Полученный необходимый сплав свинца из отработанных кислотных аккумуляторов в виде черного и рафинированного свинца с непосредственными добавками компонентов в котел при низких температурах с последующим поднятием температуры в промежуточной стадии в отливаемую литейную форму с низким температурным режимом позволяет сохранить необходимые компоненты в виде сурьмы, олова, кальция и получить высокие технологические характеристики решеток, необходимых для производства электродов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Источники информации
1. Россия, патент 2125106 (13) С1 (51), 6 С 22 В 7/00, 13/00.

2. Россия, патент 2078391 (13) С1 (51), Н 01 М 4/74/, Н 01 М 10/12.

3. Россия, Изобретение 376838, М 12 л, Н 01 м 35/20, Н 01 м 39/00 (прототип).

Изобретение относится к электротехнической промышленности и используется в производстве решеток с высокими техническими характеристиками. Техническим результатом изобретения является использование свинца вторичной переработки с сохранением компонентов, добавляемых в котел в процессе литья решеток, улучшающих технические характеристики. Согласно изобретению во вторично обработанный свинец кислотных аккумуляторов, полученный в виде черного или рафинированного свинца, добавляют необходимые компоненты, которые при низкой температуре котла 320-350^oС не выгорают, с последующим поднятием температуры до 450-520^oС, что улучшает литейные качества решеток при их охлаждении в литьевой форме с температурой 120-180^oС. Для создания равномерной структуры свинца и исключения трещин на решетках свинец перемешивается с добавкой серы 0,01-0,02%.

Способ отливки свинцовых решеток для электродов из вторично отработанного свинца кислотных аккумуляторов, включающий плавление чернового или рафинированного свинца, добавку лигатуры, разливку в форму, охлаждение и выталкивание решеток, отличающийся тем, что плавление ведут при температуре 320-350^oС, после добавления лигатуры проводят перемешивание в течение 10-15 мин, проводят контроль содержания лигатуры и добавляют серу в количестве 0,01-0,02% от общей массы, перед разливкой в форму температуру свинца повышают до 450-520^oС, после чего свинец разливают в литейную форму, имеющую температуру 120-180^oС.