Siatka ołowiowa jest nośnym elementem konstrukcyjnym elektrody akumulatora kwasowo-ołowiowego EDCON i pełni jednocześnie funkcje mechanicznego szkieletu masy czynnej i przewodnika przewodzącego prąd. Wewnętrzna odporność akumulatora, prąd przewijania na zimno, cykliczny zasób, odporność na korozję w środowisku kwasu siarkowego i skłonność do samorozładowania zależą bezpośrednio od jego geometrii, stopu i metody produkcji.
W produkcji akumulatorów stosuje się kompleks procesów technologicznych opartych na połączeniu metod odlewania grawitacyjnego, wykrawania ekspandowanego i ciągłego walcowania z następnym cięciem, co zapewnia optymalizację krat pod konkretne sceny operacyjne. Procesy produkcyjne są zgodne z wymogami branżowymi dotyczącymi akumulatorów ołowiowo-kwasowych ROZRUCHOWYCH, a także z ograniczeniami środowiskowymi dotyczącymi substancji niebezpiecznych.
Stopy do produkcji krat
Materiałem bazowym jest rafinowany ołów o czystości co najmniej 99,985%. Czysty ołów ma niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną i wysokie pełzanie w temperaturach roboczych akumulatora, dlatego do stopu produkcyjnego wprowadza się pierwiastki stopowe.
W przypadku siatek dodatnich stosuje się Stop systemu Pb-Ca-Sn-Al o zawartości wapnia 0,06-0,09%, cyny 0,8–1,5% i aluminium 0,015–0,025%. Wapń zwiększa wytrzymałość mechaniczną i zapewnia możliwość bezobsługowej pracy, eliminując wydzielanie gazu charakterystyczne dla stopów antymonu. Cyna poprawia właściwości odlewnicze, zmniejsza opór powierzchniowy warstwy pasywacyjnej PbO₂ / PbSO₄ na granicy „siatka-masa aktywna”i hamuje efekt przedwczesnej utraty pojemności. Aluminium pełni funkcję elementu ochronnego, zapobiegając odparzeniom w stopie.
W przypadku siatek ujemnych stosuje się podobny stop o zmniejszonej zawartości cyny (0,2–0,4%) i wapnia (0,08-0,12%), co zapewnia wystarczającą wytrzymałość przy niższych kosztach elementów stopowych, ponieważ elektroda ujemna nie podlega korozji anodowej.
Przygotowanie stopu
Czuszki ołowiane są ładowane do pieca do topienia indukcyjnego lub gazowego z utrzymaniem temperatury topnienia w zakresie 480-520 °C. temperatura jest kontrolowana przez termopary typu K z dokładnością ±3 °C, co ma kluczowe znaczenie dla stabilizacji składu chemicznego: przegrzanie prowadzi do osuszenia wapnia i glinu, a niewystarczająca temperatura prowadzi do pogorszenia płynności stopu i powstawania wad skurczowych.
Stop jest rafinowany metodą flotacji przy użyciu sody kaustycznej i węgla drzewnego w celu usunięcia tlenków i wtrąceń niemetalicznych. Po rafinacji próbka jest pobierana do analizy spektralnej na spektrometrze optyczno-emisyjnym. W przypadku odchylenia składu od RE-glamentu dokonuje się korekty poprzez wprowadzenie ligatur Pb-Ca (stop Główny o zawartości wapnia 4%) lub czystej cyny klasy Sn 99,90.
Metoda odlewania grawitacyjnego
Do produkcji krat wielkogabarytowych akumulatorów o grubości od 1,8 mm i wyższej stosuje się formowanie gra-witacyjne w stacjonarnych formach. Stop jest podawany do maszyny odlewniczej typu karuzelowego o wydajności do 20 kratek na minutę. Forma wykonana jest z żeliwa szarego z pokryciem powierzchni roboczej zawiesiną korkową na bazie wody, która pełni funkcję izolatora ciepła i warstwy oddzielającej.
Reżim temperaturowy formy utrzymuje się w zakresie 150-180 °C, co zapewnia kierunkowe krzepnięcie stopu: najpierw krystalizują się obwodowe obszary ramy, a następnie wewnątrz komórki. Eliminuje to powstawanie zlewozmywaków skurczowych w miejscach przewodów. Czas cyklu kompozycji wynosi 4-6 sekund. Po wyjęciu krata jest podawana do wykrojnika w celu usunięcia wlewów i oblotu, po czym geometria jest kontrolowana na optycznym systemie pomiarowym z tolerancją ±0,05 mm na szerokości żył i ±0,1 mm NA wymiarach.
Zaletą odlewania grawitacyjnego jest możliwość uzyskania złożonej geometrii rdzenia o promieniowej strukturze rdzenia zoptymalizowanej pod kątem zmniejszenia oporu wewnętrznego. Nedo-Stat stosunkowo duża ziarnista struktura metalu, która zwiększa skłonność do korozji międzykrystalitycznej. Aby zrekompensować ten efekt, kraty odlewane poddawane są sztucznemu starzeniu w 80 °C przez 24 godziny w celu ustabilizowania składu fazowego wydzielin Pb₃Ca i PB–Sn.
Expanded Technology
Do produkcji cienkich krat (0,8-1,4 mm) stosowanych w akumulatorach standardowych i Ca/Ca stosuje się metodę rozciągania-rozciągania perforowanej taśmy ołowiowej. Stop jest odlewany w postaci ciągłego paska o szerokości 130-280 mm metodą półciągłego odlewania na walcu Ochla-czekającym lub walcowany z wlewka na wieloczęściowym młynie.
Powstała taśma o grubości 1,0–1,5 mm przechodzi przez matrycę do cięcia, tworząc Rombo-wybitne dziurkowanie w szachownicę. Następnie taśma wchodzi do ekspandera, gdzie boczne Chwytaki z ruchem wstecznym rozciągają ją w kierunku poprzecznym, zamieniając dziurki w pokryte OT komórki rombowe.
Ekspandowane kraty mają drobnoziarnistą teksturowaną strukturę metalu, zorientowaną w kierunku walcowania. To zwiększa charakterystykę wytrzymałościową i zmniejsza szybkość korozji o 1,5–2 razy w porównaniu z odlewanymi odpowiednikami. Jednak geometria żył w ekspandowanych prętach jest ograniczona do elementów prostoliniowych, co nieco zwiększa opór wewnętrzny w porównaniu z promieniową strukturą odlewaną.
Technologia produkcji cięto-wywiewnej
W przypadku specjalistycznych krat, w tym stosowanych w akumulatorach AGM, stosuje się technologię Punched Grid—wykrawanie taśmy laminowanej bez dalszego ekspandowania. Taśma o grubości 0,9–1,2 mm przechodzi przez wielopozycyjny stempel progresywnego działania, w którym kolejno formowane są szyny przewodzące prąd, żyły wzdłużne i poprzeczne, a także uszy monotonne.
Technologia ta pozwala na realizację dowolnej geometrii sieci, w tym zmiennego układu żył, zoptymalizowanego pod kątem gęstości prądu. Kraty wykonane metodą wykrawania matrycowego wykazują najmniejszy opór wewnętrzny i maksymalny zasób cyklu, co jest odpowiednie do wykonywania z trybami Start-Stop i hamowania regeneracyjnego.
Wykończenie i kontrola jakości
Po formowania kraty przechodzą tę operację na prasie hydraulicznej z wuxi-лием 50-100 cu do usunięcia trwałych odkształceń i zapewnienia płaskości z tolerancją nie więcej niż 0,3 mm na długości kratki. Powierzchnia jest odtłuszczana i nakładana powłoką adhezyjną na bazie modyfikatorów węglowych, poprawiającą przyczepność do pasty ołowiowej po rozprowadzeniu.
Kontrola jakości obejmuje: oględziny pod kątem pęknięć, rozlania i oblania; pomiar masy każdej sieci z tolerancją ±2% wartości nominalnej; selektywna analiza metalograficzna mikro-struktury na mikroskopie optycznym przy powiększeniu ×200-500; badanie pękania próbek z określeniem wytrzymałości na rozciąganie (nie mniej niż 35 MPa dla stopów Pb–Ca–Sn) i wydłużenia (nie Me-8%).
Aspekty środowiskowe i regulacyjne
Cykl produkcyjny w przedsiębiorstwie jest zorganizowany zgodnie z obowiązującymi wymogami dotyczącymi ograniczenia emisji ołowiu i jego związków. Wszystkie operacje technologiczne związane z topieniem i obróbką ołowiu są wyposażone w lokalne systemy wentylacji wywiewnej i filtry dokładne, aby zapewnić bezpieczne stężenie ołowiu w powietrzu obszaru roboczego. Odpady z produkcji ołowiu są kierowane do recyklingu w ramach obowiązujących wymagań dotyczących obsługi akumulatorów i odpowiedzialności produkcyjnej.
Technologia wytwarzania krat ołowiowych w produkcji EDCON to proces com-pleksowy, w którym wybór stopu, metody formowania i trybów wykańczania zależy od docelowych charakterystyk wydajności określonej serii akumulatorów. Zastosowanie stopów Pb-Ca-Sn-Ag w połączeniu z nowoczesnymi metodami ekspandowania i przesiewania zapewnia wysoki poziom prądu przewijania na zimno, cykliczną żywotność i odporność na korozję przy zachowaniu bezobsługowej architektury baterii. Wieloetapowy Kon-TROL składu chemicznego, geometrii i mikrostruktury na wszystkich etapach produkcji gwarantuje sto-sta charakterystyki gotowego produktu i zgodność z obowiązującymi wymaganiami technicznymi i środowiskowymi.
