CC BY
53
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 2006. Т. 6, № 4. С.199-201
УДК 621.355.8
МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВНЫХ МАСС ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОДОВ
В. В. Волынский, А. В. Лопашев, С. В. Гришин, И. А. Казаринов*
ОАО «Завод АИТ», Саратов, Россия *Саратовский государственный университет, Россия
Поступила в редакцию 20.11.06 г.
Разработан комплекс оборудования, который позволяет изготавливать положительную активную массу для ламельного оксидноникелевого электрода с минимальными потерями дорогостоящего сырья. Значительно улучшены условия труда персонала на участке приготовления активных масс. Путем механизации основных операций уменьшены материальные и трудовые затраты. Реализованный подход обеспечил существенное снижение себестоимости никель-кадмиевых аккумуляторов, выпускаемых ОАО «Завод АИТ».
We have developed a facility that helps to produce positive active material for lamellar oxide-nickel electrodes with expensive raw material loss reduced to a minimum. It has allowed to significantly improve working conditions for those involved in making active material. Having mechanized principal operations we have managed to reduce the cost of production and labour input. This, in turn, has lowered the prime cost of nickel-cadmium storage batteries manufactured at Joint stock Co., open Autonomous Power Sources Plant, Saratov.
Технологический процесс изготовления активной массы для положительного оксидноникелевого электрода (ОНЭ) ламельной конструкции, применяемый на ОАО «Завод АИТ», включает в себя ряд последовательно выполняемых операций, целью которых является обеспечение определенного гранулометрического состава активной массы и достижение максимальной электрохимической активности №(ОН)2 в составе электрода. Физико-химические и электрохимические показатели положительной активной массы, соответствующие технической документации (ТД), представлены в табл. 1.
Таблица 1
Физико-химические и электрохимические показатели положительной активной массы, соответствующие технической документации
Наименование показателя Норма
Сумма никеля и кобальта, не менее 41.5%
Графит, не менее 17.0%
Содержание бария к сумме никеля и кобальта, не менее 1.7%
Содержание кобальта к сумме никеля и кобальта, не менее 1.5%
Ситовый состав: — сход с сита №0315, не более — проход через сито №0063, не более 10% 20%
Брикетная плотность, не менее 2200 кг/м3 (2.2 г/см3)
Влага, в пределах 10-12.5%
Содержание графита к сумме никеля и кобальта, в пределах 39.5-45.0%
Содержание железа к сумме никеля и кобальта, не более 0.4%
Содержание магния к сумме никеля и кобальта, не более 0.2%
Емкость ламелей с навеской 7.5 г не позднее 3-го цикла, не менее 1.25 А-ч
Приведенный в табл. 1 ситовый состав активной массы позволяет равномерно дозировать определенную конструкторской документацией навеску и изготавливать ламельные ОНЭ различной толщины.
Для достижения требуемых ТД показателей гидроксид никеля (II) предварительно смешивают с графитом, гидроксидами кобальта (II) и бария в смесителе типа СМ200 с верхней выгрузкой. Затем анализируют химический состав смеси и после получения соответствующих результатов добавляют раствор КОН. Приготовленную смесь вновь перемешивают, а затем вручную выгружают и перемещают на вальцевание. Отвальцованную активную массу собирают в технологическую тару и транспортируют к гранулятору, где ее протирают через сито, после чего вальцуют повторно, гранулируют протиркой через сито и снова анализируют.
Продолжительность технологического цикла изготовления положительной активной массы в сочетании с большим количеством перемещений, перета-риваний, использованием ручного труда приводило к недопустимым потерям дорогостоящих №(ОН)2 и Со(ОН)2. В 2001 г. при выполнении программы выпуска соответствующих типов изделий (табл. 2) потери положительной активной массы составили 3102.4 кг (2.2%) на общую сумму 469052 руб.
Работающий персонал участка подвергается тяжелым физическим нагрузкам в чрезвычайно вредных условиях труда. Анализы содержания никеля (II) в воздухе рабочей зоны на участке приготовления активной массы свидетельствовали о систематических превышениях ПДК на №(П) более чем в 200 раз.
© В. В. ВОЛЫНСКИЙ, А. В. ЛОПАШЕВ, С. В. ГРИШИН, И. А. КАЗАРИНОВ, 2006
В. В. ВОЛЫНСКИЙ, А. В. ЛОПАШЕВ, С. В. ГРИШИН, И. А. КАЗАРИНОВ
Таблица 2
Объем выпуска изделий типа КН, КЬ в 2001 г. и количество положительной активной массы, израсходованное на выполнение программы
Наименование изделия Количество, шт. Норма расхода на 1 изделие, кг Расход на программу, кг
КЬ180Р 4600 1.268 5832.8
КЬ160Р 13491 1.162 15676.5
КН150Р 29392 1.819 53464
КР8Н220Р 1100 2.729 3001.9
КЬ375Р 2946 2.654 7818.7
КЬ250Р 30648 1.769 54216.3
КМ100Р 1512 0.688 1040.3
Итого 141020.5
С целью снижения потерь ценного сырья, сокращения трудовых затрат и улучшения условий труда была проведена механизация технологического процесса изготовления положительной активной массы. Для реализации поставленной задачи были задействованы стандартные серийно выпускаемые смесители СМ200 с нижней выгрузкой (3 штуки) и установка многократного вальцевания, которая состоит из накопительного бункера (расположенного в верхней части установки), вальцовочных валков, шнекового транспортера (в нижней части установки), элеватора и ворошителя. Оборудование смонтировали и установили на новом участке (рисунок) без остановки действующего производства.
Согласно разработанному технологическому процессу компоненты положительной активной массы загружают в смесители 1, из бака для щелочи
2 заливают раствор КОН и перемешивают. Затем элементы транспортной системы подают активную массу на установку многократного вальцевания 3 и последующего гранулирования 4. В процессе вальцевания контролируется толщина фольги. Завершается процесс химическим анализом, оценкой ситового состава и электрохимических характеристик приготовленной активной массы. Перечень основных операций «старой» и «новой» технологий приведен в табл. 3.
Таблица 3
Технологическая схема изготовления положительной активной массы аккумуляторов типа КН, КЬ
№ п/п «Старая» технология «Новая» технология
1 Предварительное смешение компонентов катодной массы (№(ОН)2, графит, Со(ОН)2, Ва(ОН)2) Полное смешение компонентов катодной массы
2 Проведение 1-го анализа катодной массы Вальцевание катодной массы
3 Введение щелочи Гранулирование на сите
4 Полное смешение компонентов Анализ катодной массы
5 Ручная выгрузка из смесителя
6 Перемещение
7 Первое вальцевание
8 Перемещение
9 Гранулирование на сите
10 Перемещение
11 Второе вальцевание
12 Перемещение
13 Гранулирование на сите
14 Проведение 2-го анализа катодной массы
Механизация процесса изготовления активных масс положительных электродов
Таблица 4
Экономический эффект, рассчитанный по результатам использования новой технологии изготовления положительной активной массы
аккумуляторов типа КН, КЬ
Наименова- ние изделия Себестоимость изготовления 1 кг катодной массы, руб. Материальные затраты анодной массы на аккумулятор Производст- венная программа, шт. Материальные затраты на программу, руб. Экономический эффект, руб.
базовый новый базовый новый
норма, кг сумма, руб. норма, кг сумма, руб.
КН150Р 1.464 221.3 1.453 219.68 29392 6505625 6456807 48818
КР8Н220Р 2.680 405.2 2.660 402.16 1100 445709 442376 3333
КЬ160Р 1.169 176.7 1.160 175.38 13491 2384399 2366057 18342
КЬ180Р 151.19 1.169 176.7 1.160 175.38 4600 813004 806748 6256
КЬ250Р 1.107 258.1 1.695 256.27 30648 7909636 7854072 55564
КЬ375Р 2.586 390.9 2.568 388.26 2946 1151827 1142814 8013
КМ100Р 0.676 102.2 0.671 101.45 1512 154526 153392 1134
Итого 141460
Таблица 5
Экономический эффект от сокращения трудовых затрат по новой технологии изготовления положительной активной массы
аккумуляторов типа КН, КЬ
Трудовые затраты на изготовление 1 кг катодной массы, руб. Производственная программа, кг Трудовые затраты на производственную программу, руб. Экономический эффект, руб. Дополнительная зар. плата, руб. Отчисления во внебюджетные фонды, руб. Общий экономический эффект, руб.
базовый новый базовый новый
1.1937 0.6799 142768.9 170423.2 97068.6 73354.66 7335.46 30097.41 110787.5
В результате проведенных работ был полностью устранен перерасход активной массы, который составлял 1.4% от объема выпуска. Таким образом, только в 2001 г. производство дополнительно получило 1551.2 кг активной массы на сумму 234530 руб. Применение нового оборудования и технологического процесса позволило увеличить коэффициент выхода продукта с 0.986 до 0.993. При нормировании из коэффициентов выходов активной массы были выведены следующие операции: одно вальцевание (0.995), один просев (0.999) и смешение с добавками (0.999), что привело к экономии 987 кг продукта стоимостью 141460 руб. (табл. 4).
Экономический эффект от сокращения трудовых затрат (табл. 5) и ликвидации 12 рабочих мест
составил 105916 руб. в год. В 50-22 раза удалось сократить содержание никеля (II) в воздухе рабочей зоны. Количество анализов активной массы сократилось с 2439 до 930 в год. Общий экономический эффект от реализации нового технологического процесса на программу 2001 г. в 34.6 млн А-ч составил 517448 руб.
В результате проведенной работы были значительно улучшены условия труда персонала на участке приготовления активных масс. Путем механизации основных операций были уменьшены материальные и трудовые затраты. Реализованный подход обеспечил существенное снижение себестоимости изделий, выпускаемых ОАО «Завод АИТ».
