Способ изготовления свинцового анода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (и)935542 (5l)M, Кл.

С 25 С 7/00

С 25 С 7/02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.80 (21) 2990841/22-02 с присоединением заявки №

3Ьеуддретванай квинтет

СССР ее делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УЙK 621.357..1 (088.8) Опубликовано 15.06.82. Бюллетень №22

Дата опубликования описания 17.06.82 (72) Автор изобретения

Г. Д. Бицоев

Усть-Каменогорский строительно-дорож (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОЧ ОВЛЕНИЯ CBNHUOBCFO АНОДА

Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом и может быть использовано при изготовлении свинцовых анодов цинкового производства.

Известны способы получения электродов для электролиза, включающие изготовление рабочего, полотна, отливку и форме токоведущей штанги и их соединение (13 и Г23.

Недостатками этих способов являются !

О наличие трудоемкой операции по соединению рабочего полотна с токоведущей штангой, пониженные механические свойства; и корроэнонные стойкость соединений, .15 вредные аэрозольные выделения свинца и его окислов при сварке плавлением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения нерастворимого свинцового анода, включающий изготовление

20 рабочего полотна способом непрерывного литья (валковое, ленточное), отливку в металлической форме токоведущей штанги

2 (с армированием медной шиной) и их соединение способамн водородно (ацетилено)-кислородной сварки Г31.

Однако выполнение ручным способом сварки двухстороннего шва значительно усложняет процесс, так как требует подготовку и правку кромок, сборку под сварку, приготовление присадоч ного материала и нанесение на него флюса, поворот анода на 180о для выполнения второго шва (вес одного анода 70-120 кг).

Кроме того, татохе усложняет технологию наличие таких взрывоопасных газов как

: водород или ацетилей. Йспользуемая кислородно-водородная или кислородно-ацетиленовая горючая смесь дает факел пла- мена с температурой 2800-310СРС. Низ. кая температура плавления свинца (327"С) и его малая теплоправодность ограничивают глубйтеу щюплавления, вынуждая проваривать стыковое соединение толщиной

5-10 мм с двух сторон. Но и в этих условиях не гарантировано сквозное проппавление, что приводит в отдельных

935

Температура заливки, о С «О 400 450 5

Вид испытан

550

Испытание на изгиб, угол загиба, Q

153 17 0

7180 )180 >180

Испытание на разрыв, усилие разрыва, Н

2630 3500 3500 3500 3500

Так как показатели 180о и 3500 Н характеризуются только свойствами основного металла, можно сделать вывод, что

3 случаях к обрыву полотна при длительной работе анода в электролизных ваннах

Низкая температура кипения, свинца (1744оС ) и его окисла (1442оС), а также высокое парциапьное давление паров (при 850оС оно выше атмосферного) приводят к появлению вредных аэрозольных выделений, содержание которых в рабочей атмосфере выше допустимой нормы.

Цель изобретения — упрощение технологического процесса изготовления состав ного свинцового анода, улучшение качества соединения полотна со штангой и уменьшение вредных выделений свинца и его окислов., Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления свинцового анода для электролитического получения цинка, включающем изготовление рабочего полотна, отливку в металлической форме токоведущей штанги и их соединение, перед отливкой соединяемый край рабочего полотна вставляют в литейную форму штанги и ведут отливку при 40045ООС причем для повышения качества соединения рабочий край полотна вставляют в форму на величину равную 1-1,5 его толщины, а толщину токоведущей штанги в зоне ее соединения с рабочим полотном формируют равной 2-2,5 толшины полотна.

На чертеже представлена литейная форма штанги, подготовленная под заливку жидким металлом.

Способ осуществляется следующим образом.

В литейную. форму 1 снизу вставляют предварительно полученное анодное аоаоТНо 2. Затем в рабочую полость фсрмы подают расплавленнйй свинец (РЬ у. ), который попадает на вставленt

542 1 ный край полотна и расплавляет его. Последующая кристаллизация металла в форме приводит к совмещению двух операций: получение литой штанги и формирование соединения штанги с полотном. Это исключает целый ряд самостоятельных операций: подготовку кромок, сборку под сварку, подготовку присадочного металла, сварку с двух сторон — значительно упрощ щает:технологический процесс изготовления свинцового анода.

При заливке жидкого металла на поверхности 3 соединяемого края рабочего полотна должны создаваться условия, 15 приводящие к ее оплавлению. Необходимое для формирования соединения количество тепла вводится жидким металлом и зависит от его температуры и объема. На практике штанги отливают в металличесgp ких (стальных) водоохлаждаемых формах.

При этом, независимо от толщины d полотна, гарантируется полное проплавление поверхности 3 и качественное формирование соединения при следующих условиях:

25 жидкий металл заливают при температуре равной 1,3-i,5 его температуры плавления; полотно вставляют в форму на величину, равную 1-1,5 толщины(/"; рабочее пространство формы в зоне соединения Ь зп делают равным 2-2,5 толщины полотнами.

Условия проверены при толщинах соединяемого полотна ц"" = 5,10,15 мм. При этом формируются качественные соединения (без непроваров) как в начале цикла

35 работ (форма холодная и теплоотвод болъ шой), так и в конце (форма горячая, теплоотвод малый).

Так в случае формирования соединения при о" = 5 мм получены следующие ре40 зультаты.

Изменение температуры заливки влияет на качество формирования соединения и при Ю = 5 мм, Й = 10 мм получено. при температуре заливки 400ОС (1,3 T „) и выше качество соединений гарантировано. Разрушение происходит вне зояъr

5 .935542 и соединения по анодному полотну. Ilepe- . ролируют температуру в диапазоне грев выше 450 С (1,5 Т„„) не рекомен- + 25 С дуется из- за постепенного увеличения Оценено влияние величин 0 и я на касвинцовых выделений и дополнительного чество сварного соединения. При 1 5мм, расхода энергии. Кроме того, использу- 5 температуре заливки 420-430оС получеемые терморегуляторы на цежно конт- но.

Вид испытания

Испытание на изгиб 15 110 )180 )180 >180

1 угол загиба,О

Испытание на разрыв, усилие разрыва, Н

1630 2800 3540 3540 3540

При И = 10 мм, температуре заливки ,420-430оС получено.

Вид испытания

Испытание на изгиб угол загиба, »

Испытание на разрыв, усилие разрыва, Н

40 1 60 1 80 180 180

2400 3350 3520 3520 2520 ным эксплуатацию газосварочного оборудования.

Таким образом, применение предлагаемого способа получения свинцового анода приводит к повышению производительности процесса, упрощения используемого оборудования, повышению качес- тва соединения и улучшению санитарногигиенических условий труда.

Формула изобретения

При установке величин выше 1,0 и Ь выше 2,0 d качество сварного соединения гарантировано и разрушение происходит только по телу полотна. Верхние пределы обуславливаются экономическими показателями. При Р выше 1,5 о .происходит перерасход благородного металла (анод выполнен из сплава свинца с серебром). При 0 выше 2,5 о= происходит перерасход свинца и увеличение веса штанги.

Пример. Толщина,анодного полотна о" равна 5 мм. Анодное полотно вставляют в форму для литья штанги на вели45 чину 8 равную 5-6 мм, а рабочее..пространство формы в зоне соединения tl делают равным 10-12 мм. Отливку штанги и формирование соединения производят путем заливки жидкого металла при 420430оС

SO

Механические испытания (изгиб, разрыв) показали 100% качество соединений. Аэрозольные выделения свинце и его окислов ниже нормы. Совмещение отливки штанги с формированием соедине- ния исключило ряд перечисленных сварочных операций, освободило высококвалифицированных рабочих, сделано не нуж 1. Способ изготовления свинцового анода для электролитического получения цинка, включающий изготовление рабочего полотна, отливку в металлической форме токоведушей штанги и их соединение, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью упрощения способа, улучшения качества соединения полотна со штангой и уменьшения вредных выделений свинца, перед отливкой соединяемый край рабочего полотна вставляют в литейную форму штанги и ведут отливку при 400-450ОС.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повыше935542

7 ния качества соединения, рабочйй край полотна вставляют в форму на величину, равную 1,0-1,5 его толщины, а толщину токоведущей штанги в зоне ее соединения с рабочим полотном формируют рав-, ной 2,0-2,5 толщины полотна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лакерник H. М., Пахомова Г. Н.

Металлургия цинка и кадмия". М., "Ме-. таллургия", 1969, с. 367-369.

2. Салин Л. А., Сыроежкин М. Е.

5 Электролиз сернокислого цинка. М., Металлургиздат, 1959, с. 115, 184.

3. Хан О. A., Фульман H. И, Новое в электроосаждении цинка М., "Метала лургия", 1979, с. 79.

Составитель А. Важина

Редактор И. Касарда Техред Е.Харитончик Корректор А. Гриценко

Заказ 4162/32 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Провитали, 4