蓄电池生产工艺（板栅生产工具介绍）

2 板栅生产工具介绍

*电熔铅炉

  电熔铅炉外观（见图5）500㎏—1000㎏较多，采用电加，分为铅炉、加热部分‘温控部分。规格不同熔铅量不热，功率18—36Kw，温度可设定并自动控制，采用三相电供电。

   也有采用煤加热和燃油加热的，优点是能耗成本较低，缺点是温度不宜控制，铅氧化烧损比较严重。   现多采用电加热的熔铅炉。

*手工浇铸板栅膜具

  手工膜具如上图（图6）所示，分为动模和定模，浇铸篇数多为每模一大片，根据极板尺寸不同又可以分为若干小片。膜具有带电加热板的和不带电加热板的两种。浇铸质量和速度与操作者的熟练程度关系很大。

*铸板机

  铸板机具有操作方便、运行可靠、能耗低、劳动强度低、生产效率高、产品质量好等优点，适应于大众规模蓄电池厂使用。 配套包括：铸板主机、熔铅炉、输铅系统、循环水降温系统、电控系统。

  生产速度：6—15大片/分钟；

  整机功率：1—1.5吨；

  最大浇铸尺寸：370×（110-160）×（1.2-4.5）

   不同厂家生产的产品参数略有不同。

  3.3 合金的配置

    配置合金工具

熔铅锅  铅锅容量大小可根据产量而定。要求铅锅上面安装排铅尘的环保装置，还需要安装搅拌装置，好的熔铅锅在配置过程中在锅内充入惰性气体或在真空下熔化，以防止铅的氧化。普通的铅锅为了防止铅的氧化烧损，在铅液表面放置木炭或石英砂等以减少铅液和空气接触。

 鼓风机  如果采用煤炭加热方式，还需配备适宜的鼓风机。、

 铅锭膜  配置好的合金要浇铸成铅锭保存。

*铅锑合金的配制

先将总数约一半的铅锭加入熔铅锅内，加温，使铅熔化。用锤子将规定量的锑砸成70毫米左右的小块，放入锅内。待温度加热到500—550℃时，用特制的工具将浮在铅液表面的锑压入铅液下面（因为锑的密度低，只有6.7g/cm，所以会浮在表面），使锑全部熔化。待锑完全熔化后，加入余下的铅，开动搅拌系统，进行充分的搅拌。搅拌时间不低于30分钟。搅拌完成后，用专用漏勺打捞出锅内的铅渣。对锅内的铅进行锑含量分析。不合要求时进行调整。合格后铸锭。                                              

合金配制中，残渣率一般在0.5—2％；锑烧损一般在0.2—0.4%之间。

*用还原铅配制铅锑合金

  现在多数厂家为了节约成本都采用蓄电池冶炼中的还原铅来配置铅锑合金。采用这种方法时，首先要确定还原铅中的锑含量，然后在计算出应加入的锑。

   测定方法：用铁勺盛装一定量的被测熔融的铅锑合金，放在如图8所示的平板上，将0—600℃量程的水银温度计固定在支架上，水银温度计的水银浸在熔融的铅锑合金中，注意水银温度计所示的温度，开始测量的合金液温度呈上升趋势，升至某点稍停，有逐渐下降。当熔融合金开始凝固时，可以发现，水银温度计上的温度显示停留一段较长时间不变。这一段时间所显示的温度值就为合金的凝固点（即温度下降开始变慢的转折点），以后温度继续下降出现温度平台（随着时间的变化，温度不再变化的一段水平线），直到合金液全面凝固后温度又开始下降。

  铅锑合金液在凝固过程中为什么会出现温度下降变慢的转折点和温度平台

呢？这是因为合金液从铅锅中舀出是，温度约在400—450℃，由于合金液要向

环境散热，因此，合金液的温度就随着散热过程而下降，当合金温度下降到合金的凝固点温度时合金开始凝固析出α-Pb，又称α相（α-Pb基本上都是Pb，只有少量的Sb溶解在铅内），由于析出铅，合金液中的锑含量相对增高，从表1中锑合金的性质可以知道，随着锑含量的增加，合金的凝固点就下降，此时，合金液温度应该继续下降，但由于凝固过程是放热过程，合金液内部放出的热量就是出现温度下降变慢的转折点。当温度降到252℃时，在铅锑合金液中同时析出两相即α相和β相（β相也叫β—Sb固溶体，即Sb里含有少量的Pb），这时液相也完全消失，液相含量为含Sb11.1%，此时合金组成不变，凝固点也就固定，所以就出现了温度平台，直到合金全部凝固，温度才继续下降，因此252℃是铅锑合金液的最低熔融温度，叫最低共熔点。Sb含量大于11.1%的叫过共熔合金（或过晶合金），含Sb量小于11.1%的叫亚共熔合金（或亚共晶合金），铅酸蓄电池所用的铅锑合金一般都是亚共晶成分的合金。根据合金成分的不同含量，通过测量，可以得到合金凝固对照表（表2），这是很适宜生产需要的，一般只需测量一下凝固点就可以知道配制的合金中Sb的含量是多少。

附表6：铅锑合金含锑量（质量分数）与凝固点的关系

用凝固点测定铅锑合金含锑量的方法，对纯铅和纯锑配制的铅锑合金，是较为准确的，对于用还原铅、高锑铅等配制的铅锑合金，由于合金中含有一定量的其他元素，这些元素的存在，对凝固点法测量的含锑量有一定影响，出现偏高值。所以应该应用化学分析法找出偏差规律，从而制定相应的修正值。

现在的合金厂多采用光谱仪测定合金中各元素的含量，具有快捷、准确的特点，但设备造价较高。

      *铅锑砷合金的配制

  按铅锑合金的配制方法，将铅和锑在熔铅锅内熔化后进行加砷，先把规定加入量的砷捣成小块，装入带有长手柄的钻有许多小孔（直径为5mm左右）的小铁桶内，沉入锅底，搅拌5~6min，砷即完全熔化，这时合金液的温度一般在530℃左右，停在加温，再搅拌8~10min使之充分混合均匀即可铸锭。

   （注意：砷是一种有毒物质，配制是必须小心做好防护措施）

       *低锑六元（铅锑砷锡铜硒）合金的配制

将越总数一半的铅或还原铅在熔铅锅内熔化后，依据合金标准规定的各元素的添加量依次加入，加入的顺序为加铜——加锑。此时的温度应控制在500~550℃，至铜和锑全部熔化后，进行充分的搅拌，然后加入余下的铅或还原铅，温度控制在400~450℃，待铅全部熔化后，再依次加入砷（或砷母合金）——加硒（或硒母合金）——加锡。进行30min的搅拌后取样分析，不符合要求则加量进行调整，符合要求后进行铸锭。

（注意：直接加入砷、锡、硒时要考虑烧损量）

   *铅钙锡铝合金的配制

将2/3的铅锭加入铅锅升温到350~400℃，使铅熔化，然后升温至600~7010℃，捞去表面氧化渣称重后，加入定量的保护剂（铝锭+高纯硅——7：1）压入铅锅内，熔化后搅拌5~10min使铝全部溶于铅液中，将定量的钙装入带有长柄的钻有许多小孔（3~5mm）的小铁桶内，沉入锅底，搅拌10~20min，此时合金液温度约在600℃左右，停止加热，将余下的1/3铅锭加入，再加入定量的锡，待铅、锡全部熔化后搅拌5~10 min，捞出表面浮渣称重，取样化验，符合后铸锭。

3.4  合金的熔化与膜具加热

板栅浇铸时，需先将配制好的合金溶化，熔化后的合金液温度对板栅浇铸是的成型关系很大，合金液的温度过高或过低都不能浇铸出良好的板栅。一般情况下，合金液温度应控制在450~550℃的范围，但工厂在实际中应根据具体情况摸索出最佳的合金液温度，即在保证板栅浇铸质量的前提下，尽可能的降低损耗，提高功效。使用铸板机浇铸是，铅锅中的合金液温度可以低一些，因为铅液由管道输送到浇铸端头是将再次加温，能保证合金液的温度符合浇铸的要求。浇铸膜具的加热：板栅浇铸前，要对膜具进行加热、喷脱模才能够进行浇铸。否则不会成型。膜具加热分电加热、铅液加热和氧气—乙炔焊枪加热三种，铸板机模具一般用电加热，手工膜具

多数为铅液加热，也有用电加热的。

氧气—乙炔焊枪加热一般只作辅助加热形式。

                       3.5 板栅的作用

板栅的作用有两个，其一，作为活物质的支撑体，要求有一定的强度，并且要求极板栅和活物质能结婚牢固：其二，作为集流导电体，要求电流分布合理、电压降小（即电阻小）。                       3.6 板栅的生产工艺

 板栅浇铸时应注意哪些事项：

l      铅液的温度：

浇铸板栅时掌握合适的温度，既保证了浇铸的顺利进行，有可使合金的氧化损失降到最低程度，保证了产品的质量。要求：在能浇铸成型的情况下，仪最低的铅液温度进行浇铸。

l      不同合金

合金的成分不同，其特性也不同，如：熔点、流动性、易氧化的程度、结晶的状况等等。流动性差的合金，温度就要生高点；易氧化的合金，例如铅锑镉合金、铅钙合金温度就要降低点。另外还要根据板栅膜具的属性、板栅的厚度，灵活掌握合金的温度。

附表7：不同合金浇铸温度参考表

l      膜具温度：

喷脱模剂时的温度180~200度；正常浇铸温度150~180度。

喷脱模剂时，膜具温度如果太低脱模剂易掉。并且浇铸不易成型；温度太高脱模剂中的软木粉被烧黑同样已脱落。

浇铸时，铅温太低浇铸难成型，铅温太高有三个缺点：板栅结晶太大、收缩严重引起“烧片”（注：从模具中取出板栅后，轻轻一折筋条就在极耳或浇口处断裂俗称烧片），影响寿命；脱模剂易掉；合金氧化严重。

l      脱模剂的配制：

配方（一） （适应于铅锑或低锑多元合金）：

   水                              3.02升

   硅酸钠                          200毫升

   软木粉                          227克

   先将水和硅酸钠倒入锅内，充分搅拌，加热至沸腾，然后加入软木粉，并且不停搅拌，均匀后改用小火煮沸2小时，冷却、过筛待用。

配方（二）  （此配方粘接强度好，适应于多种合金）

   水                              10升

   软木粉                          600克

   硅酸钠（密度1.45）              240毫升

   磷酸二氢铝（密度1.45）          200毫升

   先将定量的磷酸倒入恒温80℃的容器中，再把氢氧化铝慢慢的倒入磷酸中，至反应生成无色的粘稠状液体，再用水调整至密度为1.45，待用。

      3H₃PO₄+Al（OH）=Al（H₂PO₄）+H₂O

      将10升水加入240毫升硅酸钠中，搅拌均匀，加入200毫升磷酸

二氢铝，搅拌均匀即可使用。

   配方（三）   （用于铅钙合金）

      软木粉                         400克

      骨胶                           120克

      温水                           10升

      用温水（70℃左右）将骨胶融化后加入软木粉进行充分搅拌，必要时可加热煮沸。配制后两日内都可使用。    

l      怎样喷涂脱模剂：

       将膜具进行加热（加热的方法有电加热、铅锅内加热、氧气焊枪加热等），加热至温度在180~200℃，如果稳定高时需待温度下降至该温度时才能喷涂脱模剂。通常操作工作采取降温的办法是在膜具上喷水雾。常用的加热方式为铅锅内加热，将膜具放到铅锅内，约15min待膜具温度升至200℃以上时将其从铅锅中取出，用钢刷子将膜具表面刷净，待温度降至180~200度时开始喷涂脱模剂。将膜具浇铸面朝外，将配制好的脱模剂装入喷壶，用0.2~0.5Kpa气压进行喷涂，喷涂时注意要使喷枪垂直于膜具表面，均匀移动喷枪，、这样才能使涂层均匀。先水平移动喷枪，在垂直移动喷枪。这样反复喷涂数遍即可浇铸板栅。喷涂好的膜具经浇铸一段时间后会有部分脱模剂脱落，这时板栅会出现浇不满、断筋、毛边毛刺大等现象，可重新喷涂脱模剂，如还不行，应用钢刷子将膜具上的脱模剂全部刷掉，重新喷涂。

l      如何保持模具温度：

保持浇铸速度；

浇铸中间尽量减少停顿时间；

注意保持铅液温度的稳定

减少喷膜的次数和降低每次喷膜的时间

l      操作中常见问题及解决方法：

取板时，浇口处板栅断裂，打水少或取板过急；

取出板栅后，轻微折一下即多出断裂，铅不合格，收缩严重；

板栅变形，取板时用力过大或膜具有缺陷；

某段筋条浇不满或该处筋条细，该处脱模剂掉；

板耳处洼陷，该处逸气不良，可将该处的脱模剂刮掉；

板栅某处盲格，对应该处的脱模剂掉或该处的膜具有缺陷；

板栅毛边毛刺，喷膜不良或大面积脱模剂掉或两块膜具合不严；

板栅厚度或重量相差太大，喷膜厚薄不均或膜具有问题。