专利名称：生产金属带的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将熔化金属铸造为连续金属带的方法和设备，具体涉及将铅和凝固区间大的铅合金铸造为电池电极板用的连续金属带。
许多年来，铅酸电池的生产者已经用了各种铅合金来制备电极板。这些合金的铸造方法包括单面成形铸造法、铸造板坯后再轧制形成带形轧制件的方法、带式连铸法、双带连铸法、双筒铸造法和熔化合金槽中转动的转筒上进行铸造的方法，即所谓的“熔料提取固化法”或“浸铸法”、最后一种方法可直接从熔化金属生产合金带。
成功的浸铸涉及向冷却的铸造转筒的圆周转动通过的区域提供一股平滑的无渣熔化金属流。必须沿金属带的宽度以均匀的速度提取热量，以便生产出沿转筒具有均匀厚度的金属带。浸铸法适合于铸造纯铅和铸造凝固区间小的铅合金例如铅钙或铅钙锡合金。为了用铸件带制造电池电极板，扩展铅合金带并形成电池电极板用的网格。生产电极板的其它方法包括直接将合金铸成电极板的形状和用转筒铸造电极板，该转筒具有对应于所需电极板形状的表面。
不管是合金组分还是铸造方法都是许多专利的题目。在美国专利No.3，926，247和No.3，858，642中公开了一种利用熔料提取固化法铸造铅、或铅钙、或铅钙锡合金带的成功方法，而在美国专利No.4，291，433、No.4，297，866和No.4，315，356中则公开了制造铅酸电池电极板用的扩展和成形铸件带的方法。
现在很多汽车电池制造者喜欢用低锑铅合金作不维护电池中的正电极板。这些制造者声称，和其它的铅合金例如铅钙合金相比，低锑铅合金具有较长的电池寿命。电池正极板用的低锑沿合金一般含锑0.5%到4.0%。对于汽车起动电池，合金通常的锑的重量百分含量是约1.0%到不超过2.5%。锑含量低于约1.0%时，用这种合金作的电池电极板的饱和循环能力降低。为了增强锑合金的可铸性、机械性能和电化学特性，常常加入一种或多种其它合金元素。这些其它合金元件包括砷、铜、锡、硫、硒、磅、银、镉、铋、钙、镁、锂和磷，其量的范围从0.001%到0.5%铅的重量。可以加入许多另外的合金元素例如硫、铜、硒、碲和锡作晶粒细化剂。
考虑到为了使电池电极板具有满意的结构和性能，必须加入一个或多个晶格细化剂，工业上已在很大程度上接受了这种细化剂的使用。因此在现在，在大多数低锑铅合金中已渗入了一个或多个这种晶粒细化剂。
当用低锑铅合金的板坯铸造合金件采用轧制法例如轧制到原板坯厚度的10%的方法来制作电池电极板时，用这种轧制的金属带制作的电极板当其用作正电极时，由于抗腐蚀性低并发生不希望的电极板膨胀，因而寿命低。所以这种产品在工业不使用。所以现在电池正极板采用重力浇铸法(又称作单面成型铸造法)制作，这种正极板很厚很重，有孔隙，而且微结构不均匀，这加速了腐蚀，容易发生电极板膨胀并使电池中产生高的水损耗。所有这些特性缩短了电池寿命。然而重力铸造法似乎是在工业规模上被用来制造低锑正电极板的唯一方法。
在先有技术中已经指出，用于不维护铅酸电池电极板的低锑铅合金可以用浸铸法在一个转筒上进行铸造，或者在具有电极板形状表面的转筒上进行铸造，或者在一个阴模具有电极板形状的铸模中进行压铸，或者用重力铸造法进行铸造和用冲压加工法进行加工(例如美国专利No.3,789,909,No.3,789,910,No.4,455,724和No.4,456,579)。本申请人试图用浸铸法生产金属带，但是这种企图没有成功，直到今天这种方法没有在工业上获得应用。同样，对于正极板，在一个具有电极板形状表面的转筒上进行铸造的方法没有被工业化，因为装有用这种方法铸造的低锑铅铸件作的正电极板的电池性能发生了严重的问题。
可以用双滚筒铸造法铸造低锑铅合金带，为了获得均匀的细晶结构，在轧制之后紧接着控制温度(美国专利No.4,498,519)。众所周知，精制的含锑铅合金本来比较软，需用热处理硬化合金，以便适合于用来制造电极板。在美国专利No.1,674,954-1,674,959,4,629,516和4,753,688中叙述了包括淬冷或冷却，和老化处理各种热处理方法。另外，在美国专利No.4,629,516和No.4,753,688中公开了用轧制合金、加热合金和流传硬合金的方法来硬化铅锑合金，其中的加热过程使合金形成再结晶结构，这种结构在老化时硬化。处理后的合金的抗拉强度提高了。这种合种包含0.5%到6%的锑，0.002%到1%的砷，余量是铅。用轧制合的方法生产精制金属带，金属带被加热，然后液硬。然后按照这些专利生产的电池电极板也出现了腐蚀问题和不需要的膨胀，这缩短了电池的寿命。现时同铅锑合金、铅钙合金或铅钙锡合金制造电池负极板，采用重力铸造法或采用扩展铅钙或铅钙锡合金带的方法。
低锑铅合金由于下面两点重要原因不能用浸铸法铸造在光滑的转筒上。首先，在合金中的锑使熔化的合金表现出很宽的凝固区间，在锑含量为1%到2.5%的最佳范围内，凝固区间高达60℃。其次，重力破坏了熔化金属在转筒上的连续性。结果不能形成凝固的固化的具有均匀厚度薄金属带。当合金的锑含量为1.0%-1.5%时尤其如此，在此锑含量范围内，合金的凝固区间是最大的。
铸造合金带的其它方法是通过位于转筒上面或侧面的中间包、铸造池或铸造容器铸造在冷却的转筒上，即所谓“熔料牵引”法。虽然铸造金属带的溶料牵引法被用来生产铝带、铝合金带、铜带、铜合金带和钢带，但是，据我们所知，这种方法还没有在工业上用来生产凝固区间大的铅合金带，例如低锑铅合金带。
我们现在已经发现，铅合金，特别是凝固范围大的铅合金例如低锑合金，可以在受控的工作环境条件下用熔料牵引法和本发明的设备成功地铸造成金属带。凝固区间大的合金的金属带铸件还须进一步进行热处理，例如低锑铅合金带的热处理。我们还发现，经过热处理的金属带可以成功地被扩散和整形，作成正电极板中用的网格电极板，这种电极板具有优良的电化学特性。我们还发现，具有优良特性可用于电极板的金属带可以用不含常规晶粒细化合金元素的低锑铅合金铸造。特别是对于正电极，按铅的重量计含锑约0.5%至约4%，比较好的是含锑约1.5%至约3.0%，最好的是含锑约1.5%至约2.0%的并含有少量的一个或多个其它合金元素的低锑铅合金可以用熔料牵引法用中间包中的熔化金属铸造在一个冷却的转筒上。其它合金元素最好是砷和锡，无需晶粒细化剂。加入砷和锡是为了提高铅锑合金的电化学特性和机械特性。砷和锡的量分别在约0.1%至0.2%，约0.2%至0.7%的范围内。
用熔料牵引法铸造金属带的设备包括冷却的转筒和中间包。中间包向转筒的铸造表面传送一层熔化金属，这些熔化金属被牵引地转筒的表面上，然后冷却和固化。中间包是一个容器，包括入口、溢流出口、溢流装置、流动控制装置和铸造构件。溢流装置保证在铸造构件中的凸缘部分的熔化金属在整个铸造过程中具有受控的表面高度。流动控制装置保证在凸缘部分的熔化金属基本上消除紊流，以便改进厚度测量控制和减小孔隙。
铸造构件包括轮廓和转筒表面形状相符的凸缘插入件。冷却的转筒转动，并从中间包牵引受控量的熔化金属到其冷却的表面上，在该表面上熔化金属急剧固化，形成具有预定尺寸的固体金属带。转筒的直径、转速、表面光洁度。表面温度以及中间包中熔料的温度和表面高度均匀受到控制，并由此确定铸造速度和金属带的厚度。转筒的表面最好用玻璃丸喷砂进行处理，以便形成许多熔化金属固化的成核点。在铸造或卷带之后，金属带还可以进行处理。根据所铸的合金，也可以不要这种处理。这种处理例如热处理使得可以将金属带加工成扩展的网格以制作电池正电极板，而没有大范围破损。如此生产的电极板与用常规的重力铸造法生产的电极板比较，表现出优良的特性，改善了抗腐蚀能力，减少了气体的形成。
采用同样的方法和设备，还可以用铅锑合金、铅钙合金或铅钙锡合金制作负电极板。
熔料牵引法使得可以用低锑铅合金高速连续生产具有优良性能的汽车用电池的正电极。这种方法还使得有可能生产无孔隙的较薄的电池电极，这也实现了电池产品具有较高的能量和功率密度以及改进的充放电性能。电池额外的重量带来额外的成本。因为生产的销售冷电池的市场压力，每个电池的电极板数目正在增加，所以对特殊的使用要求，电池电极板应当尽可能轻，以将制造成本减到最小。
因此，本发明的一个重要目的是提供了一种用凝固区间大的铅合金采用熔料牵引法选择性地和受控地铸造薄金属带的方法和设备，该熔料牵引法使得有可能改进工作环境条件和降低生产成本。另一个方面是提供了用低锑了降低生产成本。另一个方面是提供了用低锑铅合金制造正极板的方法，这种低锑铅合金用作铝酸电池的电极板具有优良的特性。
本发明的再一个目的是提供了一种高速生产正负电极板的连续熔料牵引法，生产和电极板用于铅酸电池中时具有改进的电化学特性。
因此提供了一种在冷却的铸造表面上铸造金属带例如铅带和凝固区间大的合金带的方法，该方法包括以下步骤贴近上述铸造表面提供一个包含熔化金属池的中间包，该中间包具有底板、相对侧壁、后壁、前部开口和靠近上述前部开口的隔壁，上述隔壁具有熔料通过的开口，凸缘插入件贴近上述前部开口可拆卸地固定在中间包中，它具有适合于同中间包的底板和相对侧面贴合的底板和相对侧面，由此上述熔化金属不渗漏，上述凸缘插入件具有由凸缘插入件底板和凸缘插入件侧壁形成的前部开口，该底板和侧壁与邻接它的铸造表面相配合而封闭一池熔化金属于凸缘插入件中，上述凸缘插入件具有与中间包隔壁相距一定距离的开口后缘，以使熔化金属进入凸缘插入件中；控制熔化金属池的表面高度；使上述铸造表面向上移动，通过上述熔化金属池，从而在其表面上沉积一层金属；冷却上述沉积的熔化金属，在铸造面上固化成金属带。
提供了一种设备，该设备通过中间包中的熔化金属池，将金属带例如铅和凝固区间大的铅合金带铸造在贴近中间包的冷却的铸造表面上，该设备包括中间包、控制装置和驱动装置，中间包包括底板、相对侧壁、后壁、与上述后壁隔一段距离的前部开口和凸缘插入件，该插入件具有适合于贴近中间包开口端部插入到中间包中的底板和相对侧壁，上述凸缘插入件具有由凸缘插入件底板和侧壁形成的前端开口，该底板和侧壁与铸造表面相配合，在凸缘插入件中形成和封闭一池上述熔化金属；控制装置控制在凸缘插入件中的上述熔料池的表面高度；驱动装置使冷却的铸造表面向上移动通过熔化金属池，使金属铸造在冷却的铸造表面上。
本发明的中间包还包括邻接后壁和输送室、邻接凸缘插入件的返回室和在输送室和返回室之间的转流室，转流室与输送室和返回室相通。上述输送室与转流室相配合而消除熔化金属中的紊流，上述返回室具有分隔返回室和转流室的垂直可调堰，该堰用于控制凸缘插入件中和转流室中的熔化金属池的表面高度，并控制分流到返回室的熔化金属流。
现在参照
本发明，附图示出本发明的最佳实施例，图中图1是示意图，示出从中间包到卷带机的带材铸造生产线；图2是中间包和铸造滚筒的纵向截面侧视图；图3是图2所示铸造装置的横向截面图。
按照将要说明的本发明的方法，可以用凝固区间大的铅合金成功铸造出用于制造铅酸电池正电极板的铅带。这些合金包括低锑铅合金。虽然以下的说明是针对低锑铅合金说明的，但应当清楚，本发明的方法同样也适合于用来铸造例如纯铅和其它铅合金的带材。
要求低水平维护的电池所用的低锑铅合金按重量含锑量小到0.5%到大约不超过4%。这是一般认为适合于车用电池的最大的锑含量范围。对于不要求维护的电池，合金的锑含量按重量在1%至3.5%的范围内。在电池电极板中的锑含量在约1%以下时就太低了，电池便会失去饱和循环(deepcycling)所必需的特性。在电池电极板中的锑在约2%以上时，电池通常放出大量气体。然而本发明产品的细晶结构使得可以使用含锑量高达约3%的铅合金而不会显著增加放气。因此本发明的合金的锑含量范围在约1%到约3.0%比较好，更好的锑含量范围在约1.5%到约2.2%。最好的锑含量范围按合金的重量计算是从约1.5%到2.0%，余量是铅和附带的杂质。
低锑铅合金还可以另外包括一个或多个合金元素，例如铜、锡、硫、硒、磅、银、镉、铋、钙、镁、锂或磷，每一个的含量范围(按重量计)从约0.001%到0.5%。这些元素可以以各种理由而被加入。虽然用本发明的方法可以成功地铸造不外加另外合金元素的低锑铅合金，但最好是将一定量的砷和锡加入到低锑铅合金中以改善合金的可铸性和流动性，提高生产率，并改善所铸带材的特性。砷的重量百分浓度范围从约0.1%到0.2%，锡的重量百分浓度范围从约0.2%到0.7%。
我们意外地发现，和通常的作法相反，不需要加入任何晶粒细化元素，例如铜、硒或硫。如下面要详细说明的那样，本发明的方法可使所铸的合金带材具有特有的细晶结构和其它的优良特性。但是应当清楚，采用本发明的方法也能够成功地铸造含有晶粒细化剂的合金。
可以用任何一种众所周知的方法生产铅合金，例如铅锑合金。
现在参照附图，图1示意示出铸造连续金属带材的生产线。由转筒12结合中间包14生产的铅合金带10穿过加热的牵引板16到达切带机18，使金属带10的侧边被修整，然后从顺序排列的气体加热器20、22和24下面通过，到达设置滚筒26，以便在绕卷在卷筒28上形成带卷30之前补充加热。
图2和3详细示出铸造转筒12和中间包14。中间包14由水平底部33、端壁34和两个平行的侧壁35和36构成。中间包有一个向上的入口管40，用于将熔化的铅合金引入到输送室42，输送室42由端壁34和紊流板47构成。熔化的铅合金从由紊流板47的顶部形成的堰上流入转流室49。部分熔化的铅合金流入由壁43、底板38和可调节堰45形成的返回室44，可调节堰45铰接式连接在返回室的底板38上，它控制熔化铅合金的表面高度。该表面由编号48表示。在底板38和垂直隔板50下缘之间的间隙49′使熔化的铅合金流入浇铸室52，形成的表面高度等于在转流室49中的高度48。固定在中间包14上的凸缘插入件60具有底板62和平行的侧壁64、66，它们形成浇铸室52的底板和侧壁。垂直的隔壁50构成浇铸室52的后部，转筒12构成其前部。凸缘插入件60最好用石墨加工制作。
现在参考图3，可拆卸地固定在中间包上的凸缘插入件60具有侧壁64、66，该侧壁相对的内表面最好在离开熔料的方向向上向外倾斜。这种倾斜的侧壁能消除浇铸成带的金属合金的硬化边缘。
再参考图2，铸造转筒12可绕水平轴线71转动。转筒12的外圆周表面72基本上是肖滑的，并且最好用例如玻璃丸这种介质进喷砂处理，以便形成用于固化熔化合金的成核点。转筒还装有轧边辊75。图中示出其中的一个，该轧边辊保证，在从转筒表面72上除去金属带10之前，金属带10的边缘已完全被固化。轧边辊75将带的每一侧边上的外边缘牢固地压在转筒表面72上，从而使金属带得到必需的冷却，使连续铸造的金属带10产生要求的完整的边缘。转筒12用周知的循环装置(未示出)用水进行内部冷却。转筒12的直径、其转动速度、转筒外表面72的加工纹理及温度，和中间包中熔料的温度及表面高度48决定了从中间包中的熔化金属的槽中被拖拉到外表面72上的熔料量，因而确定了带的厚度。冷却的转筒表面72使熔化的金属冷凝或固化成其宽度和厚度基本上恒定的金属带10。
熔化合金通过熔化金属用的离心泵(未示出)从保存容器经过向上入口管40抽入到输送室42，并从由紊流板47构成的堰上流过，进入转流室49。在转流室49的端部，金属流分成两股流，一般向上、流过可整节堰45，进入返回室44，另一股穿过控制间隙49。流过可高速的溢流堰45的熔化合金流入返回室44，然后通过向下的管15进入熔化合金的保存容器。表面高度48由可调溢流堰控制，从而保证熔化金属在通过转筒12的浇铸室52中有合适的表面高度。熔化金属以这样的速度被抽到中间包入口室42中，使得可以保证熔化金属总是过量，并连续地流过堰45，进入返回室44。在熔化金属中可能产生的或包含有其中的熔渣可以在紊流板47和返回室壁43之间容易地与中间包中的熔料分开。可调堰45、流量控制隔壁50和控制间隙49可有效地控制中间包中熔化金属的量、表面高度48，加上紊流板47，还可控制中间包中熔化金属的紊流。因此供给转筒12的熔化金属流基本上是静态流，并且其深度(厚度)基本上是恒定的。
为了把熔化金属提供给转筒表面72，凸缘插入件60及其与转筒的贴合面61必需要正确的设计并处于正确的位置。凸缘插入件60的设计必须保证在浇铸期间没有任何可能导致正凝固的金属凝固在凸缘插入件上的阻塞。因此凸缘插入件60的侧壁64、66在离开熔化金属的方向向上向外倾斜。贴合转筒12的凸缘插入件60的表面63其轮廓必须与转筒表面72的曲率准确匹配。凸缘插入件表面63在时钟的大约“9至10点钟”的位置处紧邻转筒表面72。当熔化金属从凸缘插入件60传送到转筒表面72上时，表面63不与表面72接触。然而，在表面63和转筒表面72之间的间隙太大将导致熔化金属溢出，使铸造中断。调整装置65，例如高精度的导杆滚珠轴承组件、齿条齿轮传动装置或燕尾形滑动装置被用来快速和准确地使中间包14和凸缘插入件60移向和移离转筒12和其表面72，从而得到正确的位置并使其间有正确的间隙。
用石墨作的凸缘插入件60特别适合于这种用途，因为石墨比金属的转筒表面72软，而且利用将砂纸覆盖在转筒表面72上，使贴合面63紧靠着转筒表面72而同时使铸造转筒转动的方法可以容易加工表面63，使其准确符合转筒表面72。另外，石墨不容易由熔化金属浸润，因此石墨很适合。
当转筒14转动时，预定量的熔化合金便拖拉到其铸造面72上。合金固化形成带10，该带通常在约“12点至3点”的位置离开转筒，形成的金属带10由两个平行的涂橡胶的牵引滚筒92牵引离开转筒12，牵引滚筒之一示于图1，它形成切带组件18的一部分。滚筒92由一个调速电机(未示出)驱动，从而当从铸造面上剥离金属带时，在金属带上可以得到并最好连续维持所需要的拉力，该调速电机控制铸造速度，铸造速度按照转筒12的转动进行调整。
金属带在绕过设置滚筒26之前，使带在切带组件18中的可调转动刀片之间穿过，该刀片切去带的毛边，使带具有精确的要求的宽度。金属带可以绕过一个涡流规(未示出)，该涡流规可以沿其宽度连续监测带的厚度。装有可提供信息的数字读出设备，从而可以保证带具有要求的厚度并保持在这一厚度。带然后再通到转矩可控的绕卷轴28，以便形成带卷。
在低锑铅合金带的情况下成卷的带不能直接用来制造电池电极板，因为在随后的切带和扩展操作中，这种成卷的带没有足够的抗裂性。为了增加在切边和扩展操作中的抗裂性，带要进行热处理，或者紧接在铸造之后在成带卷期间作为连续的铸造-热处理操作步骤进行热处理，或者在随后成批处理带卷。低锑铅合金带被加热到约190℃以上，最好加热到约200℃-230℃之间的温度，并在高温下至少保持约10分钟，以便使锑在铅基体中均质化，很好分散在基体上，从而获得扩展性，并且在优良的整体性和强度。低锑铅合金的热处理使得成功地生产扩展网络的电极板成为可能，这种电极具有优良的电化学特性而不渗漏。
现在用下面非限定性的例子说明本发明。
将组分重量百分含量为1.8%Sb、0.15%As、0.16-2%Sn，余量为铅的典型的低锑铅合金在本发明的中间包中加热到约400℃，并以36-38英尺/分的速度，以0.217英寸的厚度，3.604英寸的带宽浇铸在经过用玻璃丸喷砂处理的转筒表面上。在转筒12的顶部中心带的温度是140℃，转筒的周缘由循环通过转筒的温度在100-110°F的水冷却。金属带通过24英寸长的加热移送板，在板的中央部分由四个13英寸的125瓦金属带加热器98加热到190℃的温度从而使带的温度达到约170℃。
合金带然后在牵引滚筒92牵引力的作用下穿过切带组件18切去带的毛边，然后从加热器20、22和24的下面穿过到达设置滚筒26，加热器20、22和24每个4英寸宽36英寸长，装有4英寸金属侧面和部分封闭穿过其中金属带的顶部。需要加热合金带到至少190℃，并使带保持在这个温度至少10分钟，以获得扩展性，并具有优良的整体性的强度，加热器20最好提供最高温度，而加热器22和24则提供稍低的温度以便将金属带10加热到约200℃的目标温度。最好采用补加的热量，例如采用乙炔炬100加热设置滚筒26的方法将金属带间接加热到200℃以上。可以在102处采用扩展的以丙烷作燃料的火焰加热带卷，以阻止带卷冷却。
金属带在如图1所示的生产期间可以被加热，并且在慢慢冷却之前在带卷30中在至少190℃的高温下至少保持10分钟。但是生产的金属带也可以直接绕在卷轴上形成带卷而不加热，让其冷下来。这种带卷可以在以后由电极板的制作者进行所需要的热处理。
本发明提供了许多重要的优点。用本发明的方法生产的金属带基本上无孔隙，具有光滑的表面，具有预定的准确的宽度和具有预定的基本上均匀的恒定的厚度。带的厚度使得用这种带作的电极板比先有方法作的常规电极板薄。带的厚度可以在0.5-1.0mm的范围内，这大约是先有技术电极板厚度的50%。较薄的电极板能使电池制作者制造出具有较高能量和功率密度的电池。这种电极板在使用中抗腐蚀和蠕变，并发现它优于用板坯浇铸法和轧制加工法生产的同一组份的精制电极板。
很清楚，加热的温度和时间根据合金的组分和所要求的热处理方法而可以改变。
很明显，本文用图说明的本发明的实施例可以进行改变而不违背由所附权利要求确定的本发明的范围和权限。
权利要求
1.一种从熔化金属池浇铸金属带的方法，金属带浇铸在一个移动的冷却的铸造表面上，该方法包括形成一个中间包，该中间包包括一池贴近上述铸造表面的熔化金属，上述中间包具有输送室、返回室和转流室，还具有一个贴近铸造表面的前端开口，一个石墨凸缘插入件贴近上述前端开口可拆卸地固定在中间包中，它具有适合于贴合中间包前端开口的底板和侧壁，由此上述熔料不会渗漏，上述石墨凸缘插入件具有由凸缘插入件底板和凸缘插入件侧壁形成的前端开口，该底板和侧壁与贴近它们的铸造表面相配合，从而可在凸缘插入件中包含一池上述熔化金属；控制熔化金属池的表面高度；使上述铸造表面向上移动，通过上述熔化金属池，以便在其上沉积一层熔化金属；冷却上述熔化金属，使在铸造表面上的金属带固化；从铸造表面上剥离金属带。
2.如权利要求1所述的方法，其中，金属是铅或凝固区间大的铅合金，铸造表面是一个具有上表面的铸造转筒，金属浇铸在该上表面上。
3.如权利要求2所述的方法，其中，凝固区间大的合金是含锑(重量)约为0.5%至4.0%，余量为铅的低锑铅合金，加热上述铸件带到至少190℃，加热足够长的时间，对铸件带进行热处理，由此铸件带获得扩展性，并具有很好的整体性和强度。
4.如权利要求3所述的方法，其中，低锑铅合金包含约1.5%至约3.0%的锑，用加热铸件带至少190℃保持至少10分钟的方法热处理铸件带。
5.一种用上述金属熔料在一个移动的冷却的铸造面表面上铸造金属带的方法，该方法包括形成一个中间包，该中间包包括贴近上述铸造表面的金属熔料，上述中间包具有底板、相对侧壁、后壁、前部开口和靠近上述前部开口的隔壁，上述隔壁具有流过熔料的开口；一个凸缘插入件贴近上述前端开口可拆卸地固定在中间包中，它具有适合于与中间包底板和相对侧壁贴合的底板和相对侧壁，因而上述熔件不渗漏，上述凸缘插入件具有与中间包隔壁分开的后开口边缘和进入熔料的开口，上述凸缘插入件还具有由凸缘插入件底板和凸缘插入件侧壁形成的前部开口，该底板和侧壁与贴近它的铸造表面相配合，从而可在上述凸缘插入件中包含一池上述熔料；该方法还包括控制熔料池的表面高度；该方法还包括向上移动铸造表面穿过上述熔料池，以便在其上沉积一层熔料；该方法还包括冷却上述熔料，使铸造表面上的金属带固化，该方法还包括从铸件表面上剥离金属带。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在后壁和隔壁之间安装一个紊流板以形成中间包输送室，并将熔料引入输送室，使其从紊流板上流过。
7.如权利要求6所述的方法，该方法设置一个返回室并在紊流板和隔壁之间设置一个垂直可调堰，以便控制熔池的表面高度和使熔料流入返回室。
8.如权利要求7所述的方法，该方法在输送室和返回室之间设置转流室，以便使溶料的一部分分流到凸缘插入件中的熔料池，使熔料的另一部分从堰上流过，进入返回室。
9.如权利要求8所述的方法，其中，铸造表面是转筒铸造装置，该方法设置一对与铸造表面滚动对接的分开的边缘滚轮，以便使固化的带压靠在铸造表面上。
10.如权利要求9所述的方法，其中，对铸件带进行加热，从而对铸件带进行热处理，并将上述加热过的铸件带卷绕在卷轴上。
11.如权利要求8所述的方法，其中，利用改变熔料池表面高度的方法和利用改变铸造表面向上穿过熔化金属池的速度的方法控制铸件带的厚度。
12.如权利要求11所述的方法，其中，铸造表面是转筒铸造装置，该方法利用玻璃丸喷砂铸造表面的方法处理铸造表面的方法处理铸造表面，从而提供许多固化熔化合金的成核点。
13.如权利要求5所述的方法，其中，上述金属是铅或凝固区间大的铅合金。
14.如权利要求13所述的方法，其中，铅合金是凝固区间范围大的合金，包括低锑铅合金，这种铅合金含约0.5%到约4%重量的锑，余量是铅。
15.如权利要求13所述的方法，其中，铅合金是凝固区间大的合金，包括低锑铅合金，这种铅合金含约1.5%至约3.0%重量的锑，余量是铅。
16.如权利要求13所述的方法，其中，铅合金是凝固区间大的合金，包括低锑铅合金，这种铅合金含约1.5%至约2.0%重量的锑，余量是铅。
17.如权利要求15所述的方法，其中，在约400℃的温度下，低锑铅合金被浇铸在铸造表面上，铸件带经受热处理，将上述带加热到至少190℃的温度，并在至少190℃的温度下使其保持至少10分钟，从而使铸件带获得扩展性并具有很好的整体性和强度。
18.按照权利要求17的方法生产的低锑铅合金铸件带，其具有扩展性、很好的整体性和强度，以及优良的电化学特性。
19.如权利要求15所述的方法，其中，低锑铅合金还另外含约0.1%到约0.2%重量的砷和约0.2%至约0.7%重量的锡。
20.按照权利要求19的方法生产的低锑铅合金铸件带，其具有扩展性、很好的整体性和强度，以及优良的电化学特性。
21.如权利要求5所述的方法，其中，铅合金是凝固区间大的铅钙合金。
22.一种按照要求21的方法生产的铅合金铸件带。
23.一种通过中间包中的熔化金属池在一个铸造转筒的贴近该池的冷却的铸造表面上直接铸造金属带的设备，该设备包括中间包、凸缘插入件、控制装置和驱动装置，中间包包括输送室、返回室和转流室，这些室具有使上述室顺序相通的通道，上述中间包具有贴近铸造表面的前端开口；凸缘插入件具有适合于贴近中间包前端开口插入到中间包中的底板和相对侧壁，上述凸缘插入件具有由凸缘底板和侧壁形成的前端开口，该底板与侧壁与铸造表面相配合，从而可在凸缘插入件中包含一池具有一定表面高度的上述熔化金属，上述熔化金属池与转流室压力相通，因而凸缘插入件中池的表面高度与转流室中熔化金属的表面高度相同；控制装置用于控制在转流室中的上述熔化金属池的表面高度，从而控制凸缘插入件中的表面高度；驱动装置用于使冷却的铸造表面向上移动，穿过熔化金属池，以便使金属浇铸在冷却的铸造表面上。
24.如权利要求23所述的设备，其中，上述用于控制转流室中熔化金属池表面高度的装置是一个垂直可调堰，该堰将转流室与返回室分开。
25.一种通过中间包中的熔化金属池在一个贴近该池的冷却的铸造表面上直接浇铸金属带的设备，该设备包括中间包、控制装置和驱动装置、中间包包括底板、相对侧壁、后壁、与上述后壁分开一段距离的前部开口、靠近上述前部开口并具有通过熔料的开口的侧壁，和凸缘插入件，该凸缘插入件具有适合于贴近中间包开口端部插入到中间包中的底板和相对侧壁，上述凸缘插入件具有与中间包隔壁隔一段距离的用于进入熔化金属的后部开口边缘和由凸缘底板和侧壁形成的前部开口，该底板和侧壁与铸造表面相配合，从而可在凸缘插入件内包含一池上述熔化金属；控制装置控制上述熔化金属池的表面高度；驱动装置用于使冷却的铸造表面向上移动，穿过熔化金属池，使金属浇铸在冷却的铸造表面上。
26.如权利要求25所述的设备，其中，上述中间包还包括邻接后壁和输送室、邻接隔壁的返回室和在输送室和返回室之间的转流室，该转流室与输送室和返回室相通，上述输送室具有使输送室和转流室分开的紊流板，上述转流室具有使返回室和转流室分开的垂直可调堰，该堰用于控制在转流室和凸缘插入件中熔化金属池的表面高度并使熔化金属分流到返回室。
27.如权利要求25所述的设备，其中，上述隔壁具有与中间包底板分开的一段距离的下边缘，从而形成一个开口，使熔化金属可以从转流室流到凸缘插入件。
28.如权利要求23或27所述的设备，其中，上述凸缘插入件用石墨制作，而且凸缘插入件底板和相对侧壁其轮廓与铸造表面相符。
29.如权利要求23或28所述的设备，其中，冷却的铸造表面是圆筒形转筒的表面，该转筒具有一条铸造表面绕其转动的纵轴线，上述圆筒转筒具有流过冷却水的冷却通道。
30.如权利要求29所述的设备，其中，安装了一对分开的可转动的滚轮，使其与铸造表面对接，将铸件压靠在铸造表面上。
31.如权利要求30所述的设备，其中，安装了转动的牵引滚轮，用于接收从转筒来的金属带，并用拉力牵引金属带离开转筒。
全文摘要
将熔化的铅合金铸造为电极板用金属带的方法的设备。转筒的冷铸造面通过中间包中的熔化金属池而使熔料在铸造面上铸造为金属带。中间包具有石墨凸缘插入件，该件与铸造表面配合形成熔料池。中间包包括输送室、返回室和转流室。输送室和转流室消除了熔料的紊流。返回室具有分开返回室和转流室的垂直可调堰。该堰用于控制凸缘插入件中熔料池的表面高度，并使熔料分流到返回室。铅合金最好是低锑铅合金。生产的电极板有优良电化学特性。
文档编号B22D25/04GK1104565SQ9312139
公开日1995年7月5日 申请日期1993年12月29日 优先权日1993年12月29日
发明者阿尔伯特·M·文茨, 西奥多·J·西摩, 帕特里克·卡尔基, 鼐永·唐, 杰拉尔德·P·路易斯, 保罗·涅森, 约翰·V·马洛 申请人:科明哥公司