维普资讯 http://www.cqvip.com 交流与探讨 铅液覆盖剂在铸板生产中的应用 铅液覆盖剂在铸板生产中的应用 魏立平，李玉柱，李民，唐锐 （保定风帆股份有限公司，河北保定０７１０５７） 摘要：通过在铸板铅锅铅液表面上覆盖铅液覆盖剂大幅度减少了铅液表面的氧化铅产生量，降 低了合金有效成分，尤其是金属Ｓｎ的烧损速度。 关键词：铅液覆盖荆；氧化铅；合金成分；烧损 中图分类号：ＴＭ９１２．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—０８４７（２００８）０３—０１２０—０２ Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅａｄ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＷＥＩ Ｌｉ－ｐｉｎｇ，ＬＩ Ｙｕ－ｚｈｕ，ＬＩ Ｍｉｎ，ＴＡＮＧ Ｒｕｉ （ＦｅｎｇＦａｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｄｉｎｇ Ｈｅｂｅｉ ０７１ｏ５７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌｅａｄ ｏｘｉｄｅ ｙｉｅｌｄ ｃａｎ ｂｅ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ｃｏｖｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅａｄ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｅｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ａｌｌｏｙｓ，ｐａｒｔｉｃ— ｕｌａｒｌｙ ｔｈｅ Ｓｎ ｍｅｔａｌ，ｉｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ ｌｅａｄ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ；ｌｅａｄ ｏｘｉｄｅ；ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ａｌｌｏｙ；ｂｕｒｎｉｎｇ ｌｏｓｓ １前言 比例约为实际用铅量的２～３％左右，Ｐｂ－Ｃａ－Ｓｎ－ＡＩ 蓄电池产业是铅消耗量最大的产业，目前在 合金的铅渣及氧化铅产生量在５％左右。按此测 西方发达国家中，蓄电池的耗铅量占总耗铅量的 算，每年蓄电池行业仅铸板过程中产生的氧化铅量 ８Ｏ％左右，国内蓄电池的耗铅量约占总耗铅量的 就约有１．７万吨。合金中的锑、砷、硒、锡等元素 ７０％左右，而汽车蓄电池在蓄电池产业中又占有 在高温液态条件下也易产生烧损，尤其是锡元素更 较大的比例。据有关研究部门的统计及预测， 易产生烧损，造成合金成分不稳定，影响板栅的柔 ２００５年国内铅的总消费量为１５５万吨，其中蓄电 韧性、耐腐蚀性及板栅浇铸成型性能，因此在生产 池用铅的消费量占１１１万吨。我国铅行业未来１５ 过程中需定时补加金属锡等元素以调整合金成分。 年的消费量将继续保持３．５％的增长率，至２０１０ 在金属价格高涨且持续保持高位运行的形势 年，铅的年总消费量有望超过２００万吨，其中蓄 下，减少铸板用铅锅的氧化铅产生量、减少合金 电池用铅的消费量将占到１５０万吨以上。 中主要元素的烧损成为蓄电池行业亟需解决的问 蓄电池构成中约有３０％比例的铅为板栅。目 题。 前，板栅成型大多采用重力浇铸式铸板机，铸板机 ２技术方案 的铅锅为开放式。由于５００ ｏＣ左右温度下铅液的表 面直接和空气接触，加之铅泵的搅拌作用加速了液 在铸造行业中，有把煤粉、炭粉等材料用于 铅表面的氧化速度，氧化铅产生量较大。经测算， 覆盖熔融金属液表面的报道，这种方法也取得了 一Ｐｂ－Ｓｂ－Ａｓ－Ｓｎ合金在板栅浇铸过程中的氧化铅产生 定效果，但由于存在使用时间短且易产生粉尘 等缺点未能被推广应用。 收稿日期：２００８—０６—１２ 为减少氧化铅产生量，我们试验了在铅液表 面覆盖钢板、耐火砖以阻断液铅和空气的接触， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｌ ＢＡＴ Ｍａｎ Ｎｏ．３．２００８ 维普资讯 http://www.cqvip.com 铅液覆盖剂在铸板生产中的应用 交流与探讨 在铅液表面浮动 由于钢板、耐火砖存在易变形、 ３试验结果 ３．１氧化铅产生量对比 在试验过程中，对使用覆盖剂的ｌ＃铅锅和未 等问题，不能起到有效作用。 通过查阅资料，获悉钢丝绳生产企业使用液铅 表面覆盖剂来减少氧化铅产生量ｆ１Ｊ，该液铅覆盖剂 对合金铅液有以下几方面的作用： （１）具有很好的密封性，可减少铅液与氧气 的接触，有效地控制铅液的氧化，降低铅耗。 （２）导热系数低，保温性能好，可有效地控 制热量挥发，减少能源的消耗。 （３）由于它具有很好的密封陛、保温Ｉ生，可有 效地控制合金中各元素的烧损，确保合金成份的稳定。 （４）一次覆盖的有效使用时间长达１个月， 可大大降低工人掏取氧化铅的劳动强度。 根据该液铅覆盖剂以上几方面的优点，我们 决定把它用于铸板生产试验。 首先对铸板机的铅锅及回料系统进行改造， 在保证板栅余边回人的前提下尽可能地增加表面 使用覆盖剂的２＃铅锅内产生的氧化铅量做了详细 的记录。试验１３ ｄ后，将覆盖剂掏出，称量其重量 为１０９ ｋｇ，其中含氧化铅７９ ｋｇ。在整个试验过程 中１＃铅锅内产生氧化铅５９１ ｋｇ，加上覆盖剂内产 生的氧化铅共计６７０ ｋｇ，２＃铅锅内共计产生氧化铅 １５９９ ｋｇ。对比两个铅锅内产生的氧化铅，１＃铅锅 比２＃铅锅少产生氧化铅９２１ ｋｇ，氧化铅产生量减 少５７．６％。 ３．２合金成分对比分析 对１＃铅锅、２＃铅锅进行合金成份进行了连续 生产跟踪对比（合金成份对比结果见表１）。结果 证明１＃铅锅的合金成份比较稳定，合金中各成分 元素烧损很少。以Ｓｎ元素含量为例：使用铅液覆 覆盖面积，使铅锅表面覆盖面积达到８Ｏ％，然后 在铅液表面均匀地覆盖上厚度为２０ ｃｍ左右的液 铅覆盖剂。 盖剂后，ｓｎ含量始终保持在Ｏ．Ｏ３％，而未使用覆 盖剂的铅锅内的Ｓｎ含量随使用时间不断下降，使 用３０ｈ后ｓｎ含量降至０．００７％以下。同样ｓｂ、Ａｓ 等元素的烧损速度也有不同程度的下降。 表１合金成份对比表 序 号 合日期 １＃ 金成份（％） Ｓｅ Ｏ．０１ ０．Ｏ１ ０．Ｏ１ ０．０１ ０．０１ Ａ元素 １．９０９ １．８５５ ２．０４６ １．８３ １．９６２ １．９２１ Ｂ元素 Ｏ．１８０ Ｏ．１６６ Ｏ．２ｌ１ ０．１６４ ０ ２０３ ０．１７９ Ｓｎ ０．０２５８ Ｏ．Ｏ１Ｏ１ ０ ０３０９ ０．００７２ ０．０３３９ ０．００９９ Ｃ１１ ０．Ｏｌｌ７ ０．０１４８ ０．０１４９ ０．Ｏ１４９ ０．０１６２ ０．０１６９ Ｂｉ Ｏ．０１ Ｏ．０１ Ｏ．０１ ０．０１ ０．０１ ０．０１ Ｚｎ ０．ｏｏＯ２ ０．Ｏｏｏ２ ０．Ｏ００３ ０．０ｏ０２ ０．Ｏ００２ ０．Ｏ０ｏ２ Ｆｅ ０．Ｏ００６ ０．Ｏ０ｏ３ ０．０００８ ０．０００３ ０．Ｏ０ｏ３ ０．０００４ １ 使用初始 ２＃ １＃ ２ 使用２ ｄ ２＃ １｝≠ ３ 使用３ ｄ ２＃ ０．０１ １＃ ２．０１１ １．７６４ １．９１６ １．９０４ ０．１９６ ０．１５２ ０．１８７ Ｏ．１５９ ０．０３４１ ０．０１２１ ０．０３７１ ０．ＯＯ６５ ０．０１６９ ０１５４ ０．０１６９ ０．０１８ｌ Ｏ．０１ ０．０１ Ｏ．０１ ０．０１ ０．０１ ０．Ｏ１ ０．０１ Ｏ．０ｌ２ ０．０ｏ０２ ０．Ｏ０ｏ２ Ｏ．０ｏ０２ ０．０００２ ０．０００２ Ｏ．０ｏ０３ ０．００Ｏ３ Ｏ．０ｏｏ３ ４ 使用５ ｄ ２＃ １拌 ５ 使用８ ｄ ２＃ １＃ ２．Ｏ６１ １．９５４ １．９１５ Ｏ．２１５ ０．１６２ ０．１７９ ０．０３５１ ０．ＯＯ６７ ０．０３３３ ０．０１９１ ０．０１９５ ０．０１７６ Ｏ．Ｏ１ Ｏ．０１ ０．０１ Ｏ．Ｏ１ Ｏ．０１ ０．０１ Ｏ．Ｏｏｏ２ Ｏ．Ｏｏｏ２ ０Ｏｏ０２ ．Ｏ．ｏｏｏ２ ０．０００２ ０．０００２ ６ 使用１０ ｄ ２＃ １社 ７ 使用１３ ｄ ２＃ １．７７７ ０．１２４ ０．００５４ Ｏ．Ｏ１７２ Ｏ．０１ ０．０１ ００ｏＯ２ ．０．０００２ 注：１＃为覆盖铅液覆盖剂的铅锅；２＃为无铅液覆盖剂的铅锅。 《蓄电池》２００８年第３期 １２１ 维普资讯 http://www.cqvip.com
交流与探讨 铅液覆盖剂在铸板生产中的应用 为充分验证铅液覆盖剂是否会向液铅内引入 铅取样化验，结果表明使用液铅液覆盖剂后合金 杂质，我们在铅锅内的电解铅表面覆盖以铅液覆 内未引入其它杂质。 盖剂，在４７０℃下连续保持３ ｄ，对试验后的电解 表２使用铅液覆盖剂后电解铅杂质含量 ３－３板栅金相结构对比 结晶颗粒稍有细化趋势，晶间隙变小且结晶排列 对用有铅液覆盖剂与无铅液覆盖剂的铅锅生 更趋于无序化排列，Ｓｎ含量提高可以对Ｐｂ—ｓｂ合 产出来的板栅，采用扫描电镜进行微观金相结构 金板栅耐腐蚀性能起到促进作用。 对比分析，结果表明ｓｎ含量增加后，板栅各部位 无铅液覆盖剂，侧框放大１００倍 有铅液覆盖剂，侧框放大１００倍 无铅液覆盖剂，侧框放大５００倍 有铅液覆盖剂，侧框放大５００倍 无铅液覆盖剂，筋条放大１００倍 有铅液覆盖剂，筋条放大１００倍 图１有／无液铅覆盖剂时生产板栅的金相结构 Ｃｈｉｎｅｓｅ ＬＡＢＡＴ Ｍａｎ Ｎｏ．３，２００８ 维普资讯 http://www.cqvip.com 铅液覆盖剂在铸板生产中的应用 交流与探讨 ３．４板栅耐腐蚀性能对比 对用有铅液覆盖剂与无铅液覆盖剂的铅锅生 条件为恒流ｌ０ Ａ连续充电９６ ｈ。腐蚀试验结果见 表３。 产出来的板栅进行了裸板栅恒流腐蚀试验，试验 表３腐蚀试验结果 未采用覆盖剂 采用覆盖剂 腐蚀前板栅重量 （ｇ） 甜 ９０１３２ ．５＃ ８６．７４９ ６＃ ８６．７４２ 平均值 ８７．８７４ １＃ ９０．８７８ ２＃ ８７．５７４ ３＃ ９１．６４４ 平均值 ９０．０３２ 腐蚀后板栅重量 （ｇ） ７６５８２ ．７３．５３ ７４．０１１ ７４．７０８ ７８．３０６ ７４．４８４ ７７．９８８ ７６．９２６ 腐蚀失重 （ｇ） １３．５５ １３．２１９ １２．７３１ １３．１６７ １２．５７２ １３．０９ １３．６５６ １３．１０６ 腐蚀失重率 （％） １５．０３４ １５．２３８ １４．６７７ １４．９８３ １３．８３４ １４．９４７ １４．９１２ １４．５６４ 结果表明采用铅液覆盖剂后，板栅耐腐蚀性 能比未使用前稍有提高。 成覆盖剂有时无法和铅液的液面同步变化而产生 隔层，但经整理后可以消除此现象。 采用铅液覆盖剂后，由于覆盖剂同时起到隔热 ３．５生产工艺与质量跟踪 由于合金成分尤其是ｓｎ元素烧损率降低，铸 板过程中铅液发粘，为此适当提高了铅勺中铅液 的温度，但仍在工艺范围之内。 对所生产板栅的质量进行了跟踪对比，由于 作用，铅锅散热明显减少，可以适当节省铅锅用电 量，铅烟产生量明显降低，可以改善铸板作业环境。 ４结论 ｓｎ元素被保持得较好，板栅柔韧性有所提高，在 一该技术经验证，对降低铸板用铅锅中氧化铅产 生量效果显著，可创造显著的经济效益。由于合金 成分稳定对保证产品质量有一定效果，还可以达到 定程度上减少了板栅的脆断现象，未发现断筋、 发脆等异常现象。 ３．６对生产及操作的影响 由于回料口减小，余边回人时易产生堵塞，操 作者需及时清理。 节约电能、改善作业环境的效果。 参考文献： 覆盖剂在使用过程中由于烧结易产生结块，造 ．［１１《金属制品》［Ｍ】．１９９８年２４卷２期 址．址．； —址 第１２０届ＢＣ１年会与电源市场交易会 国际电池协会（ＢＣＩ）于２００８年４月２２￣３０日在美国佛罗里达州Ｔａｍｐａ召开了第１２０届年会５５０多人出席了本届会议。 此次会议中，美国Ｅａｓｔ Ｐｅｎｎ制造公司总裁Ｄａｎ Ｌａｎｇｄｏｎ当选新一任ＢＣＩ主席。这次的年度电源市场交易会展出了４６家制 造商和供应商的产品和服务。下届会议将于２００９年５月３～６日在美国内华达州的Ｌａｓ ｖｅｇａｓ召开，。 在这届会议上，Ｓ．Ｔｕｃｋｅｒ Ｒｏｅ（Ｄａｒａｍｉｃ公司）作了题为￣２００７年蓄电池装运量回顾和３年展望》的报告文中提到２００７ 年北美原配套蓄电池的装运量达到０．２亿只左右。而替换用蓄电池的装运量超过１ ４ＬＹ＇，Ｒｏｂｅｒｔ Ｃｕ１１ｅｎ（Ｈｏｌｌｉｎ ｗｏｎｈ＆ Ｖｏｓｅ公司）作了题为《工业蓄电池的３年展望》的报告。文章说明北美工业蓄电池市场在２００７年销售额增长１达到 ９ 美元，总额 ５亿美元，预计２０１０年将超过１７亿美元。Ｄａｖｉｄ Ｂｏｄｅｎ博士（Ｈａｍｍｏｎｄ铅产品公司的顾问）作了题为《汽车蓄电池正 极板在化成过程中的成分和结晶变化》的报告。文章主题为四碱式硫酸铅的使用及如何使用才能使其有效地减少化成时间时同 又可改善蓄电池的性能。Ｐａｔｉｒｃｋ Ｍｏｓｅｌｅｙ博士（先进铅酸蓄电池联合会）的报告题目是《先进铅酸蓄电池合作活动不断更 新》。Ｍｏｓｄｅｙ说为迎接挑战，ＡＬＡＢＣ成员ＣＳＩＲＯ将蓄电池和电容器组合在一起设计出超级蓄电池而Ｅ 。 ｅｒ公司（瑞典）设 ． 。。．．．，，《蓄电池》２００８年第３期
