一種氮封精定量式鑄焊的制造方法
【專利摘要】一種氮封精定量式鑄焊機，包括熔鉛爐和熔鉛精定量機構(gòu)，所述的熔鉛爐爐蓋一側(cè)插接導(dǎo)氣管與氮氣源相通，爐蓋另一側(cè)插接回氣管，爐體斜上方焊接進自動進料導(dǎo)向管，導(dǎo)向管的對面接入負(fù)壓管吸收鉛渣，爐體下部裝有出鉛管；所述的熔鉛精定量機構(gòu)出鉛管與耐高溫電磁閥、過渡接管、精定量筒、耐高溫電磁閥依次聯(lián)通，高溫電磁閥分別通過繼電器控制工作。由于采用氮氣密封自動進料與精定量鑄焊，減少了鉛的氧化物的產(chǎn)生，在鉛蓄電池行業(yè)環(huán)保治理方面具有巨大的社會和經(jīng)濟效益，在節(jié)約資源方面產(chǎn)生了積極效果。
【專利說明】一種氮封精定量式鑄焊機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬鉛蓄電池制造的鑄焊【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氮封精定量式鑄焊機。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛蓄電池是一種以鉛及鉛基合金為主要原料的產(chǎn)品，而目前其產(chǎn)品的生產(chǎn)，均采用熔鉛爐將鉛加溫熔化后進行鑄造或鑄焊?，F(xiàn)有熔鉛爐多為開口式熔鉛爐，熔鉛爐爐口直接與大氣相通。工作時，必然發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生2~3%的氧化鉛渣，而且爐內(nèi)溫度加熱到≥450°C (—般在450°C~530°C范圍內(nèi))時，往往會疊加開始產(chǎn)生鉛煙，并會隨著溫度升高而加劇。不僅造成嚴(yán)重的且很難治理的環(huán)境污染，而且危害人體健康，并造成資源和能源浪費。所以，如何減少鉛及鉛基合金蓄電池生產(chǎn)過程的氧化物的產(chǎn)生即固態(tài)廢料氧化鉛、氣體廢料鉛煙，是鉛蓄電池行業(yè)環(huán)保治理和節(jié)約資源的重大課題。
[0003]眾所周知，氮封是一種常用的防氧化技術(shù)，但用在鉛蓄電池制造的極板群鑄焊用熔鉛爐的工藝條件下還必須解決許多相關(guān)聯(lián)的技術(shù)難題。其一:氮封后，要實現(xiàn)工況動態(tài)過程添加鉛時不帶入氧氣；其二:鉛在投料前的加工及貯存過程，其表面總會有微量的鉛的氧化物、碳酸鉛、油污等存在，加入熔鉛爐后，必將形成少量的鉛渣，隨著爐內(nèi)熔鉛時間的積累，鉛渣會漸漸增多，漂浮在表面，但堆積過多時在焊接過程中隨著鉛液的流動而進入鑄焊件，以致影響鑄焊質(zhì)量，故也必須及時清理出鉛渣，這個過程也不允許有氧氣進入爐內(nèi)。敞口式熔鉛爐出渣一般采用人工撈渣，但在氮封的情況下顯然是不允許的；并且傳統(tǒng)鉛蓄電池行業(yè)一般用的鉛材都鑄成“鉛錠”使用，重約50kg，其形狀和重量加入這種氮封式熔鉛爐很困難。
[0004]目前，鉛蓄電池極板群鑄焊，由于對液態(tài)鉛計量精度很難準(zhǔn)確控制，導(dǎo)致極板群鑄焊后其厚度、平整度、連接處不符合要求，廢品率高，物耗能耗高。另外，鉛蓄電池極板群鑄焊又是一種特殊的“鑄造”和“焊接”過程，鑄件沒有澆口、冒口，只有一個鑄焊底模模腔，鑄成后即成為鉛蓄電池的一個零部件，通過鑄焊底模模腔將所有極板群連接在一起，故對每次鑄焊注鉛量的誤差要求較高，一般約±1.5%，例如100g鑄焊件，允許重量范圍是98.5~101.5g，而3g熔鉛液體積僅為0.26cm3,出熔鉛液的頻率約2~3分鐘/次，不言而喻，如此高頻次精控出液態(tài)鉛量更是一個技術(shù)難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種以氮氣密封自動送料、自動出渣，鑄焊鉛及鉛基合金蓄電池極板群 時精確定量注鉛量的一種氮封精定量式鑄焊機。
[0006]一種氮封精定量式鑄焊機，包括熔鉛爐，其特征在于所述的熔鉛爐爐體與爐蓋之間用耐高溫密封圈密封，爐蓋一側(cè)插接導(dǎo)氣管與氮氣源相通，爐蓋另一側(cè)插接回氣管與外部旋風(fēng)除塵器出口相通，爐體上方焊接進料導(dǎo)向管，進料導(dǎo)向管的對面接入負(fù)壓管與旋風(fēng)除塵器進氣口相通，爐體下部裝有出鉛管，熔鉛液面與爐蓋下部組成氮封氣相空間，熔鉛電阻絲固定在熔鉛爐的下部；
[0007]所述的熔鉛精定量機構(gòu)進鉛管與熔鉛爐的出鉛管接通，出鉛管與第一個耐高溫電磁閥、過渡接管、精定量筒、第二個耐高溫電磁閥依次聯(lián)通，耐高溫電磁閥分別通過繼電器控制工作。
[0008]所述的爐蓋中部插入一個立軸，下聯(lián)排渣葉輪，熔鉛液面的邊緣設(shè)有集渣區(qū)，排渣葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使鉛渣涌向爐體邊形成粉狀鉛渣堆，啟動負(fù)壓管負(fù)壓吸出鉛渣。
[0009]所述的進料導(dǎo)向管斜向插入爐內(nèi)，中間空心部分為棒料的進口，棒料與進料導(dǎo)向管之間用反唇式密封圈和密封圈密封，棒料制成圓柱形或矩形線盤料，棒料從進料導(dǎo)向管插入不斷自動進入熔鉛爐內(nèi)。
[0010]所述的棒料為圓柱形或矩形，制作成線盤狀，進料導(dǎo)向管、反唇式密封圈、密封圈的形狀與棒料進行形狀配合。
[0011]所述的爐內(nèi)浮渣通過負(fù)壓管負(fù)壓吸出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器進行固體與純氮氣體分離，氣體從出口經(jīng)回氣管流回爐內(nèi)，形成一個密閉式氣固分離循環(huán)體系。
[0012]所述的熔鉛精定量機構(gòu)在過渡接管上開有筒內(nèi)空氣導(dǎo)氣槽，精定量筒為管狀。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0014]1、由于本實用新型在焊接鉛及鉛基合金蓄電池極板群時使用的熔鉛爐，采用氮氣密封自動進料，添加原料實現(xiàn)動態(tài)熔鉛工況過程不帶入氧氣，減少了鉛的氧化物(固體廢料:氧化鉛、氣體廢料:鉛煙)的產(chǎn)生，在鉛蓄電池行業(yè)環(huán)保治理方面具有巨大的社會和經(jīng)濟效益，在節(jié)約資源方面產(chǎn)生了積極效果；
[0015]2、由于在清除爐內(nèi)隨著熔鉛時間的積累而形成的鉛渣時，在氮氣密封的爐內(nèi)進行自動出渣，這個過程也減少了鉛的氧化物(固體廢料:氧化鉛、氣體廢料:鉛煙)的產(chǎn)生。
[0016]3、本實用新型精定量是通過管狀定量筒，先依生產(chǎn)鉛蓄電池具體規(guī)格型號的極板群鑄焊件所需鉛基合金重量，其形狀、體積已由鑄焊底模模腔固定，精確計算筒體內(nèi)的容積，然后將筒體內(nèi)的容積乘以熔鉛液的密度，從而得到鑄焊件需要鉛液的精確重量，具有簡單、易操作、節(jié)省材料等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是生產(chǎn)鉛蓄電池的流程圖；
[0018]圖2是本實用新型氮封熔鉛爐的剖視圖；
[0019]圖3是本實用新型的熔鉛精定量機構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是鑄焊底模模腔示意圖；
[0021]圖5是鉛蓄電池半成品示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型以熔鉛爐氮氣密封自動進料、出渣與精定量鑄焊技術(shù)方案為核心支撐點，形成一種新型鑄焊機。其結(jié)構(gòu)如圖2所示:熔鉛爐的主體由爐體16與爐蓋23組成，爐體16與爐蓋23之間用耐高溫密封圈24密封，爐蓋23中部插入立軸27，爐蓋23與立軸27兩者結(jié)合處密封處理，立軸27下聯(lián)排渣葉輪15，爐蓋23左部插接導(dǎo)氣管26與氮氣源相聯(lián)，爐蓋23右部插接回氣管20與外部旋風(fēng)除塵器出口相聯(lián)。爐體16左斜上方焊接進料導(dǎo)向管12，中間空心部分為棒料11進口，爐體右側(cè)設(shè)有一集渣區(qū)17，右上方接入負(fù)壓管19與旋風(fēng)除塵器進氣口相聯(lián)，爐體下部裝有出鉛管22與熔鉛精定量機構(gòu)的入口進鉛管28相聯(lián)，爐內(nèi)熔鉛液面37控制在能浸沒一半排渣葉輪15為佳，它與爐底組成熔鉛液區(qū)21，熔鉛液面37與爐蓋23下部組成氮封氣相空間25，熔鉛電阻絲38采用內(nèi)掛式固定在熔鉛爐內(nèi)的下部，加熱管部份平行排列在離底部8-lOcm處。
[0023]本實用新型的加料技術(shù)方案將鉛原料制成圓柱形線盤棒料11，如圖2所示，圓柱形線盤棒料11從進料導(dǎo)向筒12插入熔鉛爐內(nèi)，圓柱形線盤棒料11與進料導(dǎo)向管12之間用反唇式密封圈13和O型密封圈14密封，以阻隔空氣進入爐內(nèi)，圓柱形線盤棒料11用步進電機按耗鉛速率不斷送入熔鉛爐內(nèi)，保持爐內(nèi)熔鉛液區(qū)21的液面高度基本不變。
[0024]氮封技術(shù)過程是往熔鉛爐的爐膛內(nèi)充盈工作氮氣以前，利用負(fù)壓空機將爐內(nèi)氣體抽出，而后充入99.99%的純氮，在熔鉛爐加熱升溫使固態(tài)鉛熔化為液態(tài)鉛形成熔鉛液并保持一定工況的高溫，一般為450?520°C范圍，最高不超過600°C，在熔鉛全過程中保持爐內(nèi)的氣相空間被99.99%純氮占據(jù)，氮氣壓保持高于大氣壓0.02?0.03Mpa的氣壓，由于氮氣是一種穩(wěn)定的惰性氣體，使得熔鉛爐內(nèi)的鉛或熔鉛液的固/氣或液/氣界面始終處于惰性氣體氮氣的保護中。
[0025]出渣技術(shù)方案如圖2所示，當(dāng)粉狀氧化渣積累到一定程度，開動排渣葉輪15，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使鉛渣涌向爐體邊緣，在邊緣外側(cè)，設(shè)計一個集渣區(qū)17，爐內(nèi)浮渣在較短時間內(nèi)全部集停在集渣區(qū)17形成粉狀鉛渣堆18，啟動負(fù)壓管19負(fù)壓吸風(fēng)，使帶有粉狀鉛渣的氣流流入旋風(fēng)除塵器入口，旋風(fēng)除塵器為市場上通用性環(huán)保設(shè)備，帶粉塵氣流經(jīng)過旋風(fēng)除塵器使固體與氣體(氣體也為純氮氣)分離后，氣體從出口經(jīng)回氣管20流回爐內(nèi)，形成一個密閉式氣固分離循環(huán)體系，達到了既能出鉛渣又無空氣進入的目的，保持了爐內(nèi)氣相體系為純氮的氛圍。
[0026]熔鉛精定量機構(gòu)技術(shù)方案:鑒于鉛蓄電池極板群鑄焊沒有澆口和冒口來調(diào)節(jié)鑄件的注鉛量，本實用新型熔鉛精定量機構(gòu)如圖3所示，用螺紋進鉛管28與圖2直通熔鉛爐底部的出鉛管22聯(lián)通，下端接耐高溫電磁閥29的入口，在耐高溫電磁閥29的出口依次與過渡接管30、管狀定量筒31相接，在過渡接管30上端斜上方開一導(dǎo)氣槽34，管狀定量筒31的內(nèi)腔容積按焊接工藝要求設(shè)計出其長度，管狀定量筒31下端接另一耐高溫電磁閥32入口，該閥出口接注鉛管33，這就是熔鉛液的終端出口。
[0027]本熔鉛精定量機構(gòu)是這樣工作的:如圖3所示熔鉛液經(jīng)過渡接管30流入管狀定量筒31內(nèi)，當(dāng)管狀精定量筒31的熔鉛液面不斷升高產(chǎn)生觸碰信號通過信號傳感器35傳遞給繼電器39控制耐高溫電磁閥29關(guān)閉時，延時2?3秒，繼電器40獲取耐高溫電磁閥29的關(guān)閉信號后控制打開另一個耐高溫電磁閥32，從注鉛管33流出已定量的熔鉛液，空氣從導(dǎo)氣槽34流出，當(dāng)熔鉛液流盡，繼電器40通過信號傳感器36獲取了電信號關(guān)閉耐高溫電磁閥32，延時2?3秒，同時繼電器39獲取下一個電信號再次打開耐高溫電磁閥29進行下一個工作流程。筒內(nèi)空氣從導(dǎo)氣槽34排出，導(dǎo)氣槽34只有0.4?0.5毫米，加上熔鉛在筒內(nèi)停留僅2?3秒鐘，產(chǎn)生的氧化極微，可忽略不考慮，另外定量筒每班進行校準(zhǔn)時需要進行清理，保證熔鉛精定量機構(gòu)的準(zhǔn)確性。
[0028]本熔鉛精定量機構(gòu)是通過圖3管狀定量筒31來實施的，在加工管狀定量筒31時，先依據(jù)生產(chǎn)鉛蓄電池具體規(guī)格型號的極板群鑄焊件所需熔鉛液的重量，其形狀、體積已由鑄焊底模模腔固定，精確計算筒體內(nèi)的容積，然后將筒體內(nèi)的容積乘以熔鉛液的密度，從而得到鑄焊件所需熔鉛液的精確重量。例如，某鉛蓄電池極板群組鑄焊件需要重70g的熔鉛液，在設(shè)計圖3中管狀定量筒31時，采用園柱形筒體，假設(shè)筒體內(nèi)徑為8毫米，則依70g的體積可求出管狀筒體的長度。實例證明，采取此辦法加工的管狀定量筒31，連續(xù)放出的熔鉛液冷凝后的重量均在69?71g之間。
[0029]使用本實用新型生產(chǎn)鉛及鉛基合金蓄電池過程如下:
[0030]利用現(xiàn)有鑄焊爐如圖1所示，由一個前置區(qū)1、極板群裝載區(qū)2、焊前處理區(qū)3、鑄焊機4、極板群卸載入槽5等四個工位區(qū)所組成。首先，配組包板好的極板群置入專用夾具6，在前置區(qū)I有序排列，經(jīng)過傳送帶7送至極板群裝載區(qū)2，用機械手將極板群從專用夾具6裝入鑄焊夾具8，完成極板群裝載工藝過程，而后傳送至焊前處理區(qū)3，對極板群的極耳進行整形、切耳、刷耳、沾助焊劑，完成焊前處理工藝過程，接著再傳送至鑄焊機4。首先，用精定量鑄焊(見圖3)從熔鉛爐(見圖2)中放出工藝定量熔鉛液流入鑄焊底模9 (見圖4)的鑄焊底模型腔內(nèi)，再將鑄焊夾具8用機械手對準(zhǔn)定位與鑄焊底模9合模，待鑄焊件冷卻凝固成形后，再用機械手將鑄焊夾具8取模，此時，已鑄成了一個完整的極板群10 (見圖5)，鑄焊機4的工藝運行完成，鑄焊夾具8轉(zhuǎn)至極板群卸載入槽區(qū)5，電池槽已按序排列在入槽工位，待裝有極板群的鑄焊夾具運至與電池槽對準(zhǔn)定位，用機械手將極板群壓入電池槽。至此，鑄焊機4工藝流程完成，已入槽的極板群半成品電池即可轉(zhuǎn)送下道工序。
[0031]據(jù)“中國行業(yè)咨詢網(wǎng)”報導(dǎo)，全國鉛蓄電池產(chǎn)量2012年約17500萬KVAh，測算用鉛約335萬噸。如果鉛蓄電池鉛粉、鑄板和鑄焊的熔鉛爐均實現(xiàn)本實用新型“氮封”式密閉化，年節(jié)約環(huán)保設(shè)備折舊費與運行費約1.3億元；據(jù)行業(yè)調(diào)查，鉛粉熔鉛燒損率為0.5?1%，鑄板、鑄焊熔鉛燒損率為I?3%，三項綜合熔鉛燒損率為1.5?4%，以最低燒損率1.5%計，即可節(jié)約鉛資源約5.01萬噸，價值約6.9億元，由此可見，本實用新型的實施與推廣是具有可觀的經(jīng)濟效益和社會效益的項目。
【權(quán)利要求】
1.一種氮封精定量式鑄焊機，包括熔鉛爐和熔鉛精定量機構(gòu)，其特征在于所述的熔鉛爐爐體與爐蓋之間用耐高溫密封圈密封，爐蓋一側(cè)插接導(dǎo)氣管與氮氣源相通，爐蓋另一側(cè)插接回氣管與外部旋風(fēng)除塵器出口相通，爐體上方焊接進料導(dǎo)向管，進料導(dǎo)向管的對面接入負(fù)壓管與旋風(fēng)除塵器進氣口相通，爐體下部裝有出鉛管，熔鉛液面與爐蓋下部組成氮封氣相空間，熔鉛電阻絲固定在熔鉛爐的下部；所述的熔鉛精定量機構(gòu)進鉛管與熔鉛爐的出鉛管接通，出鉛管與第一個耐高溫電磁閥、過渡接管、精定量筒、第二個耐高溫電磁閥依次聯(lián)通，耐高溫電磁閥分別通過繼電器控制工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮封精定量式鑄焊機，其特征在于所述的爐蓋中部插入一個立軸，下聯(lián)排渣葉輪，熔鉛液面的邊緣設(shè)有集渣區(qū)，排渣葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使鉛渣涌向爐體邊形成粉狀鉛渣堆，啟動負(fù)壓管負(fù)壓吸出鉛渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮封精定量式鑄焊機，其特征在于所述的進料導(dǎo)向管斜向插入爐內(nèi)，中間空心部分為棒料的進口，棒料與進料導(dǎo)向管之間用反唇式密封圈和密封圈密封，棒料制成圓柱形或矩形線盤料，棒料從進料導(dǎo)向管插入不斷自動進入熔鉛爐內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮封精定量式鑄焊機，其特征在于所述的棒料為圓柱形或矩形，制作成線盤狀，進料導(dǎo)向管、反唇式密封圈、密封圈的形狀與棒料進行形狀配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氮封精定量式鑄焊機，其特征在于所述的爐內(nèi)浮渣通過負(fù)壓管負(fù)壓吸出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器進行固體與純氮氣體分離，氣體從出口經(jīng)回氣管流回爐內(nèi)，形成一個密閉式氣固分離循環(huán)體系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮封精定量式鑄焊機，其特征在于所述的熔鉛精定量機構(gòu)在過渡接管上開有筒內(nèi)空氣導(dǎo)氣槽，所述的精定量筒為管狀。
【文檔編號】F27B14/18GK203426419SQ201320385010
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】虞瑞鶴, 向陽 申請人:鎮(zhèn)江市電站輔機廠有限公司