Виробництво свинцевих акумуляторів

Схема струмоутворювальної реакції у свинцевому акумуляторі може бути подана як

Активними масами у свинцевому акумуляторі є губчастий свинець (негативний електрод) та діоксид свинцю (позитивний електрод). Акумулятори складаються з електродних пластин, сепараторів, електроліту і струмоведучих деталей у жорсткому корпусі з кислотостійкого матеріалу. Основні деталі акумулятора - електроди - бувають різних типів: поверхневі, панцирні, коробчасті й намазні. Найчастіше використовуються акумулятори з намазними пластинами.

Виробництво свинцевих акумуляторів технологічно складається з кількох відділень: ливарного, приготування пасти, ливарного, пастонамазування і сушіння, формування пластин і складання.

 

Ливарне відділення

Ливарне відділення призначено для приготування свинцево-сурм'яного сплаву, відливання свинцевих циліндриків, використовуваних при готуванні пасти і лиття струмоведучих частин. Необхідно відзначити, що решітки акумуляторів відливають із свинцево-сурмяного сплаву, що містить 3,3¸3,7% сурми, володіє гарною рідкоплинністю і механічною міцністю. Дуже перспективним є використання свинцево-кадмієвого сплаву. Циліндрики для приготування активної маси відливають з чистого свинцю.

Сплави традиційно готують у котлах з електричним або газовим обігріванням. Вони мають механічні мішалки, що обертаються зі швидкістю 40¸50 об/хв (рис. 7.1.). По транспортерові в котел завантажуються свинцеві чушки, де вони нагріваються до 400 ^оС і плавляться. Після розплавлювання свинець підігрівають до 450 ^оС і добавляють сурму. Готовий сплав випускають з нижньої частини котла у виливниці, встановлені на транспортері. У виливницях застигають свинцево-сурмяні чушки, використовувані у відливанні струмовідводів.

 

Рис. 7.1. Схема котла для приготування сплаву.

1- транспортер для подавання компонентів сплаву, 2- шамотна кладка, 3- котел, 4-мішалка, 5- спіраль електронагрівача, 6-льотка для випускання розплавленого металу, 7-виливниці.

 

Відливання свинцевих циліндриків для приготування пасти на першому українському акумуляторному заводі “Іста” здійснюють на карусельному верстаті (рис. 7.2). Карусельний верстат складається з верхньої рухомої частини (каруселі) і нижньої нерухомої станини. Верхня частина являє собою сталевий диск, у центральній частині якого виконано заглиблення для заливання води. Вода виступає як холодоагент і сприяє більшій швидкості кристалізації свинцевого литва. Вода постійно подається і відводиться для підтримання постійної температури і швидкості охолодження. По ободові диска є вертикальні наскрізні отвори, у яких поміщено рухомі пальці на роликах. У процесі обертання диск проходить під ковшем-дозатором, що нахиляється, з якого розплавлений свинець виливається в ливарну форму, утворену отвором у диску (бічні стінки) і пальцем (днище форми). (У ківш-дозатор розплавлений свинець подається насосом із котла). При повороті диска на одну позицію під ківш приходить наступний отвір, і операція повторюється. У процесі обертання диска свинець застигає, чому сприяє охолодження диска водою. Рухаючись по завитці, палець піднімається і виштовхує застиглий циліндрик з отвору. Відбивальний бортик відкидає циліндрик у бункер, і ливарна форма знову готова до заповнення.

Карусельні верстати можуть застосовуватися і при відливанні струмовідводів. Схему верстата показано на рис. 7.3. Розплавлений свинцево-сурмяний сплав з печі відцентровим насосом подається в перекидний ківш-дозатор, укріплений над каруселлю з ливарними

 

 

 

Рис. 7.2. Карусельний верстат для відливання свинцевих циліндриків.

1-карусель, 2-відбивальний бортик, 3-палець, 4-штуцери для підведення й відведення охолодної води, 5-завитка, 6-свинцевий циліндрик, 7-перекидний ківш-дозатор.

 

 

формами. Труби, по яких подається сплав, обігріваються електричними спіралями для запобігання застигання сплаву.

Коли під ковшем проходить форма, вона спеціальним упором нахиляє ківш, і розплавлений свинцевий сплав потрапляє у форму. Після цього форма повертається на одну позицію, і під ківш потрапляє наступна форма. По мірі повороту каруселі сплав застигає. Для підвищення швидкості кристалізації сплаву форма зрошується водою. Після застигання свинцево-сурм'яного сплаву форма автоматично розкривається, і решітка випадає на транспортер. Транспортером вона подається на обрубувальний прес, де від неї відрубується облой (метал, що затвердів у каналах, по яких він подавався в решітці). Решітка йде на подальшу обробку, а облой повертається в піч на переплавлення Будову і принцип роботи ливарної форми показано на рис. 7.4. Форма за допомогою кронштейну (13) кріпиться до каруселі (1), що обертається навколо нерухомої завитки (2). По внутрішній поверхні завитки рухається ролик, який укріплено на сергі (3). Серга через кронштейн (5) за допомогою підпружиненої тяги (8) зв'язана з рухливою частиною (11) форми, укріпленої на плиті (9) і здатної переміщуватися по напрямних колонках (15) відносно нерухомої частини форми (11). У верхній частині форми виведено канали для заливання сплаву і встановлено упор (12) для повороту ковша-дозатора.

 

Рис. 7.3. Схема карусельного верстата для відливання решіток.

1-піч, 2, 4, 13- електродвигун з редуктором, 3- стрічковий транспортер, 5-обрубувальний прес, 6-ланцюговий транспортер, 7- металева щітка, 8-водяний клапан, 9-карусель, 10-ливарна форма, 11-насос, 12-електронагрівач, 14-ківш-дозатор.

 

Кількість сплаву, що заливається у форму, регулюється нахилом ковша і достатня для заповнення форми і ливарних каналів. Коли при повороті каруселі серга потрапляє у виїмку на завитці, підпружинена тяга відсуває рухому частину ливарної форми, і готова решітка випадає на транспортерну стрічку. Відокремленню решітки струмовідводу від форми сприяють спеціальні штовхачі, що висуваються з нерухомої частини форми. По транспортерній стрічці решітка рухається на подальшу обробку.

На заводі “Іста” для лиття подвійних струмовідводних решіток також застосовується рознімна ливарна форма, що складається з рухомої і нерухомої половин (рис. 7.5). Рухома частина форми робить зворотно-поступальний рух по колонках (3) за допомогою пневмопривода. Для прискорення заcтигання сплаву форму зроблено порожнистою, вона прохолоджується протічною водою. Це дозволило різко зменшити час кристалізації (до кількох секунд) і відмовитися від каруселі. Після кристалізації струмовідводу форма відкривається. Для спрощення процесу витягування струмовідводу з форми передбачено спеціальні штовхачі.

 

Рис. 7.4. Будова ливарної форми.

1-карусель, 2-завитка, 3-серга, 4,6- вісь, 5,13-кронштейн, 7-пружина, 8-тяга, 9-плита штовхачів, 10-рухома половинка форми, 11-нерухома половинка форми, 12-упор, 14- гак, 15-шпилька, 16-колонка.

 

Струмовідводна решітка штовхачами відривається від нерухомої частини, випадає і по сліпу (похило встановленій полірованій смузі металу) подається на стрічковий конвеєр. По конвеєру решітка проходить під правильними роликами (6) і вкладається на поворотний столик. Повертаючись униз, столик подає решітки між гофрувальні вальці. Прокатування між ними робиться для рифлення поверхні решітки, що поліпшує адгезію активної маси. Після вальців струмовідвід надходить на обрубувальний штамп, де відокремлюється облой (обрізки технологічного виливка). Після штампа подвійні струмопідводи надходять на приймальні напрямні, а облой повертається в котел. З котла на розплавлений свинцево-сурм'яний сплав по тубопроводах, що електрично обігріваються, надходить у ківш-дозатор, і процес повторюється.

Деякі характеристики роботи литтєвого автомата, встановленого на заводі “Іста” наведено в таблиці 7.1.

 

Рис. 7.5. Схема ливарного автомата для одержання решіток.

1-нерухома частина ливарної форми, 2-рухома частина ливарної форми, 3-напрямні колонки, 4-ківш-дозатор, 5-сліп, 6-правильні ролики, 7, 11-транспортерна стрічка, 8-приймальний столик, 9-обрубувальний штамп, 10-гофрувальні вальці, 12-рухома подавальна решітка, 13-нагромаджувач решіток-струмовідводів.

 

Таблиця 7.1

Найменування параметрів	Значення параметрів
Температура в котлі, ^оС Температура в трубопроводі, ^оС Температура в ковші, ^оС Температура охолодної води,^оС Температура ливарної форми, ^оС Продуктивність, відл./хв	450-500 500-520 500-530 40-80 140-170 14-16