JPH0420972B2 - - Google Patents

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JPH0420972B2
JPH0420972B2 JP55046703A JP4670380A JPH0420972B2 JP H0420972 B2 JPH0420972 B2 JP H0420972B2 JP 55046703 A JP55046703 A JP 55046703A JP 4670380 A JP4670380 A JP 4670380A JP H0420972 B2 JPH0420972 B2 JP H0420972B2
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JP
Japan
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lead
calcium
magnesium
melt
ppm
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JP55046703A
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Japanese (ja)
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JPS55152142A (en
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Yan Baan Deiideritsuhi
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C11/00—Alloys based on lead
    • C22C11/02—Alloys based on lead with an alkali or an alkaline earth metal as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Process for preparing battery lead containing 100-900 ppm Ca (or < 2% Sr) comprises adding less than 100 ppm Mg, which prevents excessive oxidation of Ca.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、100〜900ppmのカルシウムを含有す
る鉛合金の製造方法に関する。本発明の鉛合金は
主に、鉛蓄電池(battery)の極番(plate)や格
子(grid)の材料として使用される。さらに、本
発明の鉛合金はケーブル鉛として、亜鉛電気分解
法におけるアノード材料としても使用される。 カルシウム−含有鉛合金は、通常、純度99.9%
以上の鉛を溶融し、この鉛溶融物に所要の合金化
元素を添加することにより製造される。この合金
化工程により、鉛に極板や格子等の製品に要求さ
れる機械的性質が付与され、かつ鉛の鋳造性も改
善される。 従来は、鉛−アンチモン合金が用いられてい
た。しかしながら、この合金は負極活物質の自己
放電が大きくなるという欠点を有しているため、
アンチモンをカルシウムで代替することが提案さ
れた。さらに、鉛溶融物が少量の錫を含んでいて
もよい。合金化元素が添加された溶融鉛は、半製
品として製造されるかまたは直接所望の最終製品
まで鋳造される。半製品は例えばインゴツトであ
り、蓄電池製造業者がこのインゴツトを再溶融し
てさらに極板や格子まで加工する。半製品は連続
鋳造および/または圧延により製造されるストリ
ツプであつてもよく、この場合も蓄電池製造業者
によつて同様に加工される。 半製品や廃棄された製品を再溶融するとき、合
金化元素を添加した溶融物または半製品や廃棄さ
れた製品の再溶融により得られる溶融物を鋳造す
るとき、溶融物は相当の時間空気と接触する。こ
れにより、溶融物中のカルシウムは酸化を受け、
酸化物として溶融物上部のスラグ層に移行するの
で、溶融物中のカルシウムの含有量が徐々に減少
することが判明した。鉛合金中のカルシウム含有
量は一定であることが望ましいことから、前記し
た含有量の減少は極めて問題である。 カルシウムは、通常、鉛に所望の機械的性質を
付与すべく添加される。カルシウムの全部もしく
は一部を、鉛の機械的性質に対する作用が異なる
ストロンチウムで代替してもよい。所望のカルシ
ウム含有量は共融温度(326℃)において液体鉛
中に溶解しうる最大限量の800ppmである。しか
しながら、カルシウムは液体鉛中で燃焼消耗
(burning off)されるので、合金化する際所望量
より多いカルシウムを添加しなければならない
が、燃焼消耗の程度を予測するのは困難であるた
めその添加量がうまく設定できない問題がある。
さらに、共融温度(326℃)において液体鉛中に
最大限溶解しうる量より多くの最終製品中のカル
シウムを製品中に存在させると、製品の耐腐蝕性
を著しく低下させる問題も生ずる。 これらの問題を解決するため、本発明は、製造
された固体鉛合金中に100ppm未満のマグネシウ
ムが存在するような量のマグネシウムを鉛溶融物
に添加することを提案する。驚くことに、カルシ
ウム含有鉛溶融物中に極めて少量のマグネシウム
を含有させただけで、カルシウムの燃焼消耗が殆
ど完全に防止されることが知見された。カルシウ
ムの代りに燃焼消耗するマグネシウムの量は少な
い。何故なら、一定時間内にカルシウムが燃焼消
耗されるのを防止するのに、化学量論量のマグネ
シウムが必要な訳でなく、かなり少量のマグネシ
ウムで十分であるからである。少量のマグネシウ
ムは、溶融物中にマグネシウムが存在しない場合
にカルシウムまたはストロンチウムが燃焼消耗さ
れるときほど急速に燃焼消耗されることはない。
マグネシウムにより溶融物上に形成された極めて
薄い酸化物皮膜が溶融物と酸素との接触を防ぐ保
護膜として作用するからである。 本発明においては、マグネシウムの添加により
鉛合金中に最終的に必要とされる量のカルシウム
を添加すれば十分である。したがつて、本発明に
よれば、100〜900ppm、好ましくは約700ppmの
カルシウムが鉛溶融物に添加される。 マグネシウムの添加量は、鉛溶融物が液状であ
る間カルシウムの燃焼消耗を完全にまたはほぼ完
全に防止するに十分な量であり、通常1〜80ppm
のマグネシウムを添加すれば十分である。 本発明においては、カルシウムもマグネシウム
も元素状で化合物として、または合金として添加
することができる。 本明細書中に示すパーセントは全て重量パーセ
ントである。 添加物の密度(鉛溶融物上に浮上することがあ
る)、添加物の融点(高融点の添加物の方がより
問題である)、または添加物が溶融物中に溶解す
る速度等によつて、添加物を溶融物に添加するの
が困難な場合がある。この問題は、マグネシウム
を、たとえば鉛との(高密度)、アルミニウムと
の(低融点)、またはカルシウムとの予備合金と
して、或いは金属間化合物として添加することに
より解決することができる。マグネシウム−アル
ミニウム合金を添加する場合、30〜70%のマグネ
シウムを含有する合金を選択するのが好ましい。
何故なら、これらの合金は鉛溶融物の温度に近似
した融点を有しているからである。マグネシウム
−アルミニウム合金の代りにマグネシウム−カル
シウム合金を添加すると、マグネシウム含有鉛合
金の耐腐蝕性が等量のアルミニウムを含有する鉛
合金に比べて一層改善される。マグネシウムはア
ルミニウムよりも容易に液体鉛中に溶解する。 本発明は、錫(通常1%未満)を含有する鉛合
金に対して特に適している。錫は溶融物中のカル
シウムの燃焼消耗を促進するので、マグネシウム
の添加が益々有効となるからである。 本発明は、本発明の方法により製造される鉛合
金、および本発明により得られた鉛合金から製造
される蓄電池の極板もしくは格子にも関するもの
である。 以下の実施例を参照しながら本発明をより詳細
に説明する。 実施例 1 0.39%の錫を含有する溶融鉛10Kgに700ppmの
カルシウムを450℃において添加して溶融物No.1
を作製した。 0.39%の錫を含有する溶融鉛10Kgに710ppmの
カルシウムと580ppmマグネシウムとを450℃にお
いて添加して溶融物No.2を作製した。 0.39%の錫を含有する溶融鉛10Kgに680ppmの
カルシウムと(Mg−Al合金として)40ppmのア
ルミニウムと230ppmのマグネシウムとを450℃に
て添加して溶融物No.3を作製した。 0.39%の錫を含有する溶融鉛10Kgに700ppmの
カルシウムと40ppmのマグネシウムとを450℃に
おいて添加して溶融物No.4を作製した。 上記の如く作製した各溶融物から経時的に試料
を採取し、溶融物中のカルシウム含有量の変化を
調べた。結果を第1表に示す。カルシウム含有量
は約50ppmの精度で測定した。
The present invention relates to a method for producing a lead alloy containing 100 to 900 ppm of calcium. The lead alloy of the present invention is mainly used as a material for plates and grids of lead-acid batteries. Furthermore, the lead alloy of the present invention is used as cable lead and as an anode material in zinc electrolysis. Calcium-containing lead alloys are typically 99.9% pure.
It is manufactured by melting the above lead and adding the required alloying elements to this lead melt. This alloying process gives lead the mechanical properties required for products such as electrode plates and grids, and also improves the castability of lead. Conventionally, a lead-antimony alloy has been used. However, this alloy has the disadvantage that the self-discharge of the negative electrode active material becomes large.
It was proposed to replace antimony with calcium. Furthermore, the lead melt may contain small amounts of tin. Molten lead with added alloying elements is produced as a semi-finished product or directly cast into the desired final product. The semi-finished product is, for example, an ingot, which the battery manufacturer remelts and further processes into plates and grids. The semi-finished product may also be a strip produced by continuous casting and/or rolling, which is likewise processed by the battery manufacturer. When remelting semi-finished products or discarded products, when casting melts with addition of alloying elements or obtained by remelting semi-finished products or discarded products, the melt is exposed to air for a considerable period of time. Contact. This causes the calcium in the melt to undergo oxidation,
It was found that the content of calcium in the melt gradually decreases, as it migrates as an oxide to the slag layer above the melt. Since it is desirable that the calcium content in the lead alloy be constant, the above-mentioned decrease in content is extremely problematic. Calcium is commonly added to lead to impart desired mechanical properties. All or part of the calcium may be replaced by strontium, which has a different effect on the mechanical properties of lead. The desired calcium content is 800 ppm, the maximum amount that can be dissolved in liquid lead at the eutectic temperature (326°C). However, since calcium is burned off in liquid lead, it is necessary to add more calcium than the desired amount when alloying, but it is difficult to predict the degree of burning off, so the addition of calcium is difficult. There is a problem that the amount cannot be set properly.
Furthermore, if calcium is present in the final product in an amount greater than the maximum amount that can be dissolved in liquid lead at the eutectic temperature (326° C.), a problem arises in that the corrosion resistance of the product is significantly reduced. To solve these problems, the present invention proposes adding magnesium to the lead melt in such an amount that less than 100 ppm of magnesium is present in the solid lead alloy produced. Surprisingly, it has been found that the inclusion of very small amounts of magnesium in calcium-containing lead melts almost completely prevents the combustion depletion of calcium. The amount of magnesium that is burned and consumed in place of calcium is small. This is because a stoichiometric amount of magnesium is not necessary to prevent calcium from being burnt out over a certain period of time; rather, a fairly small amount of magnesium is sufficient. Small amounts of magnesium are not burnt out as quickly as calcium or strontium would be burnt out in the absence of magnesium in the melt.
This is because the extremely thin oxide film formed on the melt by magnesium acts as a protective film that prevents the melt from coming into contact with oxygen. In the present invention, it is sufficient to add the ultimately required amount of calcium into the lead alloy by adding magnesium. According to the invention, therefore, 100 to 900 ppm, preferably about 700 ppm of calcium is added to the lead melt. The amount of magnesium added is sufficient to completely or nearly completely prevent combustion depletion of calcium while the lead melt is in liquid form, typically between 1 and 80 ppm.
of magnesium is sufficient. In the present invention, both calcium and magnesium can be added in elemental form as a compound or as an alloy. All percentages given herein are weight percentages. Depending on the density of the additive (which may float on top of the lead melt), the melting point of the additive (higher melting point additives are more of a problem), or the rate at which the additive dissolves into the melt, etc. Therefore, it may be difficult to add additives to the melt. This problem can be solved by adding magnesium, for example as a pre-alloy with lead (high density), with aluminum (low melting point) or with calcium, or as an intermetallic compound. When adding a magnesium-aluminum alloy, it is preferable to choose an alloy containing 30-70% magnesium.
This is because these alloys have melting points that approximate the temperature of lead melts. The addition of a magnesium-calcium alloy instead of a magnesium-aluminum alloy further improves the corrosion resistance of a magnesium-containing lead alloy compared to a lead alloy containing an equal amount of aluminum. Magnesium dissolves more easily in liquid lead than aluminum. The invention is particularly suitable for lead alloys containing tin (usually less than 1%). This is because tin accelerates the burning and consumption of calcium in the melt, making the addition of magnesium even more effective. The invention also relates to lead alloys produced by the method of the invention and to accumulator plates or grids produced from the lead alloys obtained according to the invention. The invention will be explained in more detail with reference to the following examples. Example 1 Melt No. 1 was obtained by adding 700 ppm of calcium to 10 kg of molten lead containing 0.39% tin at 450°C.
was created. Melt No. 2 was prepared by adding 710 ppm calcium and 580 ppm magnesium to 10 kg of molten lead containing 0.39% tin at 450°C. Melt No. 3 was prepared by adding 680 ppm of calcium, 40 ppm of aluminum (as a Mg-Al alloy), and 230 ppm of magnesium to 10 kg of molten lead containing 0.39% tin at 450°C. Melt No. 4 was prepared by adding 700 ppm calcium and 40 ppm magnesium to 10 kg of molten lead containing 0.39% tin at 450°C. Samples were taken over time from each melt produced as described above, and changes in calcium content in the melt were examined. The results are shown in Table 1. Calcium content was measured with an accuracy of approximately 50 ppm.

【表】 第1表から明らかなように、マグネシウムを含
有しない溶融物のカルシウム含有量は急速に減少
した。 実施例 2 0.39%の錫を含有する溶融鉛10Kgに下記の添加
物を添加して、4種の溶融物を作製した(鋳造時
の溶融物の分析):AlはMg−Al合金として添加
した。 溶融物No.5:カルシウム400ppm 溶融物No.6:カルシウム690ppm、マグネシウム
560ppm 溶融物No.7:カルシウム710ppm、マグネシウム
220ppm、アルミニウム40ppm 溶融物No.8:カルシウム690ppm、マグネシウム
20ppm 4種の溶融物を鋳造してカルシウム含有量を分
析した後に1回もしくは複数回再溶融し、再溶融
された鉛合金を再び鋳造し、同様に分析した。結
果を第2表に示す。
Table: As is clear from Table 1, the calcium content of the magnesium-free melt decreased rapidly. Example 2 Four types of melts were prepared by adding the following additives to 10 kg of molten lead containing 0.39% tin (analysis of melt during casting): Al was added as a Mg-Al alloy. . Melt No. 5: Calcium 400ppm Melt No. 6: Calcium 690ppm, Magnesium
560ppm Melt No. 7: Calcium 710ppm, Magnesium
220ppm, aluminum 40ppm Melt No. 8: Calcium 690ppm, magnesium
The four 20 ppm melts were cast and analyzed for calcium content, then remelted one or more times, and the remelted lead alloys were cast again and analyzed in the same way. The results are shown in Table 2.

【表】 第2表から明らかなように、反復溶融の後でさ
え、マグネシウムが鉛中に存在すればカルシウム
の含有量が大幅に減少することはない。 実施例 3 6種の、0.35%の錫を含有する鉛/カルシウ
ム/マグネシウム合金を作製し、耐腐蝕性を試験
した。結果を第3表に示す。
Table 2 As is clear from Table 2, even after repeated melting, the calcium content does not decrease significantly if magnesium is present in the lead. Example 3 Six lead/calcium/magnesium alloys containing 0.35% tin were prepared and tested for corrosion resistance. The results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】 第3表から明らかなように、マグネシウムの含
有量が100ppmよい多いと、またカルシウム含有
量900ppmより多いと耐腐蝕性が悪くなる。
[Table] As is clear from Table 3, when the magnesium content is more than 100 ppm, and when the calcium content is more than 900 ppm, the corrosion resistance deteriorates.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 カルシウムを元素状で、化合物としておよ
び/または合金として鉛溶融物に添加することか
らなる100〜900ppmのカルシウムを含有する鉛合
金の製造方法において、製造された固体鉛合金中
に100ppm未満のマグネシウムが存在するような
量のマグネシウムをも添加することを特徴とする
鉛合金の製造方法。 2 約700ppmのカルシウムを鉛溶融物に添加す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 3 1〜80ppmのマグネシウムを添加することを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4 マグネシウムを化合物または合金の形態で添
加することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 5 マグネシウム−アルミニウム合金を添加する
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の
方法。 6 マグネシウム−カルシウム合金を添加するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方
法。 7 鉛溶融物が1%未満の錫を含有することを特
徴とする特許請求の範囲第1項〜第6項のいずれ
かに記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A solid lead alloy produced in a method for producing a lead alloy containing 100 to 900 ppm calcium, which comprises adding calcium in elemental form, as a compound and/or as an alloy to a lead melt. A method for producing a lead alloy, characterized in that magnesium is also added in such an amount that less than 100 ppm of magnesium is present in the lead alloy. 2. Process according to claim 1, characterized in that about 700 ppm of calcium is added to the lead melt. 3. The method according to claim 1, characterized in that 1 to 80 ppm of magnesium is added. 4. The method according to claim 1, characterized in that magnesium is added in the form of a compound or an alloy. 5. The method according to claim 4, characterized in that a magnesium-aluminum alloy is added. 6. The method according to claim 4, characterized in that a magnesium-calcium alloy is added. 7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the lead melt contains less than 1% tin.
JP4670380A 1979-05-14 1980-04-08 Production of calciumm and*or strontiumm containing lead and electric cell plate or electrode plate obtained therefrom Granted JPS55152142A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7903764A NL7903764A (en) 1979-05-14 1979-05-14 METHOD FOR PREPARING CALCIUM-CONTAINING LEAD, LEAD OBTAINED FROM IT AND BATTERY PLATES OR GRILLES OBTAINED THEREFROM.

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Publication Number Publication Date
JPS55152142A JPS55152142A (en) 1980-11-27
JPH0420972B2 true JPH0420972B2 (en) 1992-04-07

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ID=19833175

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EP (1) EP0019945B1 (en)
JP (1) JPS55152142A (en)
AT (1) ATE15232T1 (en)
DE (1) DE3071027D1 (en)
DK (1) DK156490C (en)
NL (1) NL7903764A (en)

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DK156490B (en) 1989-08-28
EP0019945B1 (en) 1985-08-28
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