Способ изготовления свинцового анода

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 04.10.80 (21) 2990841/22-02с присоединением заявки3 Ьеударетвааый комитет СССР вв делам изобретений и открытийОпубликовано 15.06.82. Бюллетень 22 Дата опубликования описания 17.06.82(72) Автор изобретения Г. Д. Бицоев 7) Заявнтел аменогорский строительно-д ОБ ИЗГОГОВЛЕНИЯ СВИНЦОВОГО АН ения электроающие изгоотливку в форих соединеИзобретение относится к получениюметаллов электролитическим способоми может быть использовано при изготовлении свинцовых анодов цинкового производства,Известны способы получдов для электролиза, включтовление рабочего, полотна,ювме токоведущей штанги иние Ц и Г 2Недостатками этих способов являютсяналичие трудоемкой операции по соединению рабочего полотна с токоведущей штангой, пониженные механические свойства;и корроеионные стойкость соединений,вредные аэрозольные выделения свинцаи его окислов при сварке плавлением.Наиболее близким по технической сущ-ности к предлагаемому способу являетсяспособ получения нерастворимого свинцового анода, включающий изготовлениерабочего попотна способом непрерывноголитья (валковое, ленточное), отливку вметаллической форме токоведушей штанги(с армированием медной шиной) и их соединение способами водородно (ацетилено)- -кислородной сварки Г 31.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 180 о для выполнения второго шва (вес одного анода 70-120 кг), Кроме того, таюхе усложняет технологию наличие таких взрывоопасных газов как водород или ацетилей. Йспользуемая кислородно-водородная или кислородно-ацетиленовая горючая смесь дает факел пла- мена с температурой 2800-3100 оС. Низкая температура плавления свинца (327 фС) и его малая теплоправодность ограничивают глубйау щюплавления, вынуждая проваривать стиковое соединение толщиной 5-10 мм с двух сторон. Но и в этих условиях не гарантировано сквозное проппавление, что приводит в отдельных935 Температура заливки, о С 0 400 450 5 Вид испытан 550 Испытание на изгиб, угол загиба, О 153 170 7180 )180 180 Испытание на разРыв, усилие разрыва, Н 2630 3500 3500 3500 3500 Так как показатели 180 о и 3500 Н характеризуются только свойствами основного металла, можно сделать вывод, что 3случаях к обрыву полотна при длительной работе анода в электролизных ваннахНизкая температура кипения, свинца(1744 оС) и его окисла (1442 оС), атакже высокое парциапьное давлениепаров (при 850 оС оно выше атмосферного) приводят к появлению вредных аэрозольных выделений, содержание которыхв рабочей атмосфере выше допустимойнормы.Цель изобретения - упрощение технологического процесса изготовления составного свинцового анода, улучшение качества соединения полотна со штангой иуменьшение вредных выделений свинца иего "окислов.,Поставленная цель достигается тем,что в способе изготовления свинцовогоанода для электролитического полученияцинка, включающем изготовление рабочего полотна, отливку в металлическойформе токоведущей штанги и их соединение, перед отливкой соединяемый крайрабочего полотна вставляют в литейнуюформу штанги и ведут отливку при 400450 ОС, причем для повышения качествасоединения рабочий край полотна вставляют в форму на величину равную 1-1,5его толщины, а толщину токоведущейштанги в зоне ее соединения с рабочимполотном формируют равной 2-2,5 толщины полотна.На чертеже представлена литейнаяформа штанги, подготовленная под заливку жидким металлом.Способ осуществляется следующимобразом.В литейную. форму 1 снизу вставляют предварительно полученное анодноеполотно 2. Затем в рабочую полостьфсрмы подают расплавленнйй свинец(РЬ у. ), который попадает на вставлен 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. Этоисключает целый ряд самостоятельныхопераций подготовку кромок, сборку подсварку, подготовку присадочного металла,сварку с двух сторон - значительно упро 1 а щает,технологический процесс изготовления свинцового анода.При заливке жидкого металла на поверхности 3 соединяемого края рабочегополотна должны создаваться условия,15 приводящие к ее оплавлению. Необходимоедля формирования соединения количествотепла вводится жидким металлом и зависит от его температуры и объема. Напрактике штанги отливают в металличес 20 ких (стальных) водоохлаждаемых формах.При этом, независимо от толщины офполотна, гарантируется полное проплавлениеповерхности 3 и качественное формирование соединения при следующих условиях:жидкий металл заливают при температуреравной 1,3-1,5 его температуры плавления; полотно вставляют в форму на величину , равную 1-1,5 толщины(Р", рабочеепространство формы в зоне соединения Ьзо делают равным 2-2,5 толщины полотнами.Условия проверены цри толщинах соединяемого полотна ц" = 5,10,15 мм. Приэтом формируются качественные соединения (без непроваров) как в начале цикла З 5 Работ (форма холодная и теплоотвод болшой), так и в конце (форма горячая, теплоотвод малый).Так в случае формирования соединенияпри о" = 5 мм получены следующие ре 4 р зультаты.Изменение температуры заливки влияетна качество формирования соединения ипри 0 = 5 мм, и = 10 мм получено. при температуре заливки 400 ОС (1,3 Т)и выше качество соединений гарантировано. Разрушение происходит вне зоны5 935542 йсоединения по анодному полотну. Пере- . ролируют температуру в диапазоне грев вьпце 450 оС (1,5 Т, ) не рекомен- + 25 С.дуется из-аа постепенного увеличения Оценено влияние величин Р и Ф на касвинцовых выделений й дополнительного чество сварного соединения. При 1 =5 мм, расхода энергии. Кроме того, использу температуре заливки 420-430 оС получеемые терморегуляторы на цежно конт- но. ид испыта Испытание на изугол загиба,О,420-430 оС получено. испытания тание на изг загиба,О 60 18 0 18 Испытрыв,рыва,ие на разилие раз 24 350 3520 3520 25 ным рудо плуатацию газосварочного обованияТаким образомемого способа панода приводит кдительности процего оборудовоединения инических усл, применение предлагаолучения свинцового повышению произвосса, упрощения испольания, повышению качес-улучшению санитарноовий труда. зуемо тва с гигие е р мула изо свинцового ого получения овление рабоеталлическойи их соедийся тем, особа, улучшеолотна со дных выделей соединяемый авляют в лиивк тличаюелью повышеПри установке величинвыше 1,0 Д и и выше 2,0 о. качество сварного соединения гарантировано и разрушение происходит только по телу полотна. Верхние пределы обуславливаются экономическими показателями. При 0 вьппе 1,5 а.происходит перерасход благородного металла (анод выполнен из сплава свинца с серебром). При 0 выше 2,5 Ф происходит перерасход свинца и увеличение веса штанги.П р и м е р. Толщина,анодного полотна о" равна 5 мм. Анодное полотно вставляют в форму для литья штанги на вели 4% чину 8 равную 5-6 мм, а рабочее. пространство формы в зоне соединения й делают равным 10-12 мм. Отливку штанги и формирование соединения производят путем заливки жидкого металла при 420- 4300 С50Механические испытания (изгиб, разрыв) показали 100% качество соединений. Аэрозольные выделения свинце и егоокислов ниже нормы. Совмещение отливки штанги с формированием соедине-фф ния исключило ряд перечисленных сварочных операций, освободило высококвалифицированных рабочих, сделано не нуж 1. Способ изготовленияанода для электролитическцинка, включающий изготчего полотна, отливку в мформе токоведущей штангикение, о т л и ч а ю щ ичто, с целью упрощения спния качества соединения пштангой и уменьшения врений свинца, перед отливкокрай рабочего полотна встд-йную форму штанги и вейри 400-450 фС.2. Способ по п. 1, ощ и й с я тем, что, с ц935542 7ния 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 2,0-25 толщины полотна. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе81. Лакерник Н. М., Пахомова Г. Н,Металлургия цинка и кадмия". М., "Металлургия", 1969, с. 367-369.2. Салин Л. А., Сыроежкин М. Е.5 Электролиз сернокислого цинка. М.,Металлургиздат, 1959, с, 115, 184.3. Хан О. А., фульман Н, И, Новоев электроосаждении цинка М., "Металелургия", 1979, с. 79.Составитель А. ВажинаКасарда Техред Е,Харитончик Корректор А. Гриценко аз 4162/32 Тираж 686 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, е филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Провитали,Ред актЗак Подпикомитета СССРи открытийРаушская наб